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浩瀚星河见证“中国天路”
■祁登峰 韦琳可 余宇航
北京航天飞行控制中心轨道团队工作场景。夏天阳 摄
这是浩瀚星河里的一次远征——9月6日，在距地球3600万公里的幽远深空，中国天问二号探测器正沿着无形天路，奔赴小行星探测与采样返回之旅。
苍茫宇宙，天问二号探测器如孤勇者，代表中国航天向未知寰宇发起冲锋。
孤勇，并不孤单。2025年9月6日这一天，正值天问二号探测器成功发射100天，北京航天飞行控制中心轨道团队齐聚机房，分析计算它的飞行轨道，共同纪念这个特殊的日子。
与天问二号长达10年的探测任务周期相比，100天的平安飞行十分短暂。但这一成功“起步”，承载了中国航天人的梦想与希冀，蕴含着中国航天人的心血与智慧，就像他们不断刷新中国精度、标定中国高度的一个个日日夜夜一样。
天路无形，使命有迹。成立29年来，北京航天飞行控制中心轨道团队建“天宫”、护“嫦娥”、搭“鹊桥”、牵“玉兔”、送“天问”，用精准的轨道计算与控制，在浩瀚星河间绘就一条条“中国天路”。
对“中国精度”的追求永远在路上
时间回到今年5月29日。这一天，北京航天飞行控制中心迎来又一次太空大考——
凌晨1时50分左右，伴随着我国深空探测天问二号任务总调度“船箭分离”的通报，所有人翘首等待轨道团队计算的一组重要数据。
初轨结果，是判断探测器发射是否成功的关键依据，直接影响任务决策和进程。此时，轨道机房里，轨道计算主任设计师张研究员正带领团队争分夺秒工作着。
分离点参数计算、数据采集和处理、轨道初值计算……飞控人紧盯满屏数据，大脑与计算机一起高速运转，运指如飞。
此刻，机房的击键声仿佛与心跳声同频，空气似乎凝固了，每一秒都弥足珍贵，每一秒等待又显得如此漫长。
近百项监视、判断和操作动作，张研究员带领团队仅用3分钟，便给出高精度探测器初始轨道参数。
随后，飞控大厅再次传来总调度洪亮的声音：“根据北京实时计算结果，天问二号探测器已进入预定轨道。”
发射取得圆满成功，张研究员如释重负。
对复杂的初轨计算来说，3分钟时间确实很短，但这一成绩远远不是轨道团队的极限。事实上，今年的神舟二十号载人飞行任务中，他们曾创造了初轨计算时间新纪录：50秒。
纪录的诞生，往往源于工程任务的需要。自2021年我国空间站任务进入组装建造阶段后，发射段应急要求更高、时间节点更紧，需要轨道团队短时间内给出最精确的初轨结果。
早在2016年实施的神舟十一号任务中，他们已经将初轨确定时间压缩至原来的一半。然而，对追求极致的轨道团队而言，更快更准才是他们的目标。
后续任务中，张研究员带领轨道计算岗位人员潜心研究，经过精度分析、算法改进、仿真演练等，提出了“超短弧实时滚动定轨方法”，实现50秒内完成初轨计算的巨大跨越。
在风险系数最高的载人飞船返回环节，返回舱落点预报对引导搜救人员第一时间发现航天员、保障航天员生命健康至关重要。由于返回过程的高动态性和测量数据的随机波动，精确落点预报一直是个公认难题。
多年来，该中心轨道团队一直锚定高精度返回落点预报，深耕不辍，一步步向着更高、更精的目标迈进。
今年，神舟十九号返回任务中，负责返回落点预报的工作人员摩拳擦掌，准备采用新攻克的优选技术大干一场。
然而，就在任务前2天，因预定落区突发大风，指挥部临时决策调整落区。这意味着，轨道团队此前的很多准备工作都要推倒重来。他们通宵达旦计算新的落区所需轨道控制参数，反复验算新的预定落点。
4月30日13时8分，神舟十九号返回舱平安着陆，实际落点与预报落点仅相差77米，真正实现了“舱落机到”。
那一刻，双眼布满血丝的工作人员激动得跳了起来。飞控人再一次刷新了“中国精度”。
精度一小步，梦想一大步。对该中心轨道团队而言，新的任务承载新的梦想，也承载着他们对“中国精度”的新追求。
5年前实施的嫦娥五号任务，是探月工程“绕、落、回”三步走收官之战，复杂程度高、技术要求难、协同程序多。其中，月球轨道无人交会对接属世界首次，对接策略规划约束多、控制精度要求高、两器轨道穿越碰撞风险大，稍有差池，满盘皆输。
在轨道专家李研究员带领下，工作人员经过11个月的连续奋战，破解了一道道难题，嫦娥五号的“探月天路”基本成形。
任务实施前一个月，探测器系统提出：为进一步提高可靠性，希望把交会对接的偏心率从千分之一提高到万分之一。
在38万公里外的月球轨道交会对接，如同用挖掘机穿绣花针，千分之一的偏心率已近乎极限。要想在短时间内打破极限，将任务指标再提高一个数量级，难度可想而知！
面对前所未有的挑战，团队内一度出现不同声音：“既定方案也能圆满完成任务，为什么还要逼自己再提高精度？”
李研究员语重心长地对大家说：“精度高一分，安全就多一分。为了确保万无一失，再难我们都要拼一把！”
随后，团队下定决心不断迭代数据、优化模型、改进算法、仿真验证，一举突破多项核心关键技术，拿出了最理想的交会对接控制方案。
2020年12月，当嫦娥五号携带1731克月壤从月面起飞、上升器与返回器交会对接时，偏心率仅为十万分之一，比设计指标提高了整整100倍。
轨道团队以分毫不差的精准控制，成功完成38万公里外的“穿针引线”，交出一份优异答卷。
心至苍穹外，目尽星河远。从近地到月球，从地月空间到宇宙深空，中国航天人正以永远在路上的进取姿态，在浩瀚宇宙中书写着新时代的航天答卷。
将攀登航天科技高峰的“保险绳”牢牢掌握在自己手中
李研究员是该中心轨道团队的“元老”。天问二号发射当天，年逾六旬的她来到机房。看到90后副主管设计师小李正坐在自己曾经的席位上认真复核数据，她动情地说：“加油！相信今晚会成为你人生中一次最难忘的记忆。”
在李研究员的内心深处，同样也珍藏着一段动人的回忆。
2022年12月31日晚，习主席在新年贺词中指出：中国空间站全面建成，我们的“太空之家”遨游苍穹。
那时，李研究员和同事正在机房里分析空间站轨道姿态。一种巨大的幸福感，顿时洋溢在整个机房。
空间站是极其复杂的巨系统工程，被称作载人航天“皇冠上的明珠”。从载人飞船到货运飞船，从交会对接到空间建站，每一次都是从无到有的拓荒，每一步都是从0到1的跨越。
李研究员带领团队历时20多年，一路跋涉攻坚、创新求索，先后突破掌握了18项具有自主知识产权的关键核心技术，托举和守护中国空间站远航高飞、遨游苍穹。特别值得一提的，是空间交会对接轨道控制技术的突破。
我国实施首次空间交会对接前，世界上已经有过300多次空间交会对接。“我们起步时已经晚了！”一种前所未有的紧迫感和使命感，压在了李研究员和同事们心头。大家暗下决心：“必须以超常规的速度加快追赶！”
梦想有多高，创新赶超的步伐就有多快。该中心轨道团队一边与时间赛跑，一边与困难鏖战。李研究员带领大家住进了机房。数不清开了多少次方案讨论会、推倒重建了多少个模型、优化设计了多少种算法……团队中，有人经常铆在机房加班加点，还有人因长期熬夜，患上眼疾。
天道酬勤，经过连续10个月的合力奋战，他们先后突破多项关键核心技术，将登顶空间交会对接这一航天科技高峰的“保险绳”牢牢掌握在手中，为中国首次“太空之吻”打通精准可靠的“圆梦天路”。
星河渺渺，天路茫茫。航天本就是一项探索未知、求解未来的事业，闯的就是“无人区”，走的就是“拓荒路”。
在这条人迹罕至的太空征途上，李研究员和同事们一步一个脚印，留下了行行奋斗足迹。
2018年5月21日，我国首颗月球中继通信卫星“鹊桥号”发射升空，目标直指距地球40多万公里之外的地月L2点。
这是世界上首次为实现地球与月背通信的探索，也是一场无法回头、没有补给的远征。任务实施前，有国外专家曾断言：中国人只有50%的成功概率。
为了把这50%变为100%，该中心轨道专家刘研究员带领团队立下军令状，誓要啃下这块硬骨头。他们像高速运转的马达一样，要么铆在机房废寝忘食攻关，要么奔赴高校和科研机构请教专家。
靠着一股拼劲闯劲，两年多时间里，他们反复优化计算模型，在国际上首次提出中国人自己的“平动点轨道设计方法”，全面突破掌握多项关键技术，将原计划12次轨道控制减至5次，牵引“鹊桥号”成为世界上首颗运行在地月L2点沿Halo轨道飞行的卫星，为人类首次月背探测打通了地月通信“天堑”。
九天揽月星河阔，一朝探火举世惊。与月球探测相比，火星探测难度更大、风险更高，全世界着陆并顺利开展探测的成功率只有20%左右。中国航天首次探火能不能马到成功？全世界都在等待中国人的答案。
火星探测，轨道至关重要。面对长达4亿公里的遥远距离和复杂多变的宇宙环境，轨道该怎么计算、控制该怎么实施、测站该怎么引导，都是轨道团队面临的全新课题。
探测器在星际空间飞行时，会受到多个天体的引力作用，轨道计算必须考虑“多体问题”，求解异常困难，甚至可能得不到解析。
梦想感召，使命催征。该中心轨道团队又一次向太空探索新高地发起冲锋，连续3年攻坚克难，在不断试错和改进中，一举突破地火空间精密定轨与预报等一项项崭新的关键核心技术，为我国首次火星探测规划出一条“最美天路”。
从2020年7月到2021年5月，轨道团队控制天问一号环绕器精准实现火星捕获，托举“祝融号”火星车平稳降落在火星乌托邦平原。中国航天实现从地月系到行星际的跨越，一跃迈进世界行星探测领域先进行列。
今年，随着天问二号开启小行星探测的远征，中国深空探测进入新纪元。沿着轨道团队的创新足迹，不久的将来，更遥远的星河中会有更多更美的“中国天路”。
力挽狂澜，天路见证轨道团队的硬核担当
10年前，当科幻大片《火星救援》上映时，该中心轨道团队工作人员看后不禁感慨：“太惊险刺激了！”
10年后，大家有了不同的感受：与虚构的电影相比，他们亲历的“太空救援”堪称现实的科幻大片，更让人刻骨铭心——
2024年3月13日晚，实施我国首次地月空间探索任务的DRO-A/B星在西昌卫星发射中心升空。北京航天飞行控制中心轨道机房里，键盘敲击声与电话铃声此起彼伏，交织成向深空挺进的交响乐章。
型号团队陈总师带领团队密切监视着火箭的数据状态。一切紧张有序，一切平静如常。大家翘首以待这次寄望星辰的远征。
谁料，火箭飞行约7840秒后，突然出现姿态失控等故障。
此时，距离星箭分离时间已不足2分钟。天上，火箭正带着卫星高速旋转，相当于每1.8秒“翻一次跟斗”；地上，轨道机房的屏幕上参数剧烈跳变，跟踪信号时断时续，卫星随时可能失联。
瞬间，机房里的科技人员如坠冰窟，大家的心都提到了嗓子眼，伴随着跳变的轨道参数咚咚跳动。
短短数秒沉寂后，陈总师迅速下达指令：“启动应急预案，快速确定初轨，一定要引导测站捕获卫星！”
90后小将宋工程师反应迅速。按照轨道专家的指导，他从记录的数据文件入手，在上万帧数据中快速挑选出有效数据，以最快速度完成初轨计算，核准无误后第一时间向测站发出。
50秒后，测站传来消息：成功捕获卫星信号！
“卫星抢救行动”第一枪，成功打响！然而，大家的心弦仍然紧绷着。他们深知，真正的挑战才刚刚开始。由于火箭入轨高度过低，初轨远地点高度不足预期一半，推进剂余量又捉襟见肘，卫星实际上已经进入“绝望轨道”。
千钧一发之际，唯有尽快重构轨道，才能为任务赢得一线生机。目光再次汇聚在轨道团队身上，一场场与引力赛跑的战斗接续打响。
主管设计师梁博士与轨道专家们在机房一起写公式、建模型、敲代码、做仿真，一次次调整参数、比对分析，一遍遍推倒重来、优化改进。
连续40个小时不眠不休后，他们终于拿出一套重构方案，经专家集体审议通过后迅速付诸实施。
这是轨道团队为卫星精心构建的一条崭新“地月天路”。历时123天，历经10次高难度应急轨道控制，轨道团队最终将受损卫星“拽”回正轨。
每一次任务、每一次远征，轨道团队时刻准备着迎接一切风险变故、处置各类突发状况。
多年来，为有效应对险情，确保任务万无一失，他们立足最复杂、最极端情况，精心拟制200余项特情预案，为守护“中国天路”打造最坚实可靠的盔甲。
2024年，由于受到超强台风影响，天舟八号货运飞船发射计划曾一变再变。他们先后设计出13版最优窗口调相方案，支撑工程总体做决策、下决心。最终，天舟八号顺利发射升空，控制空间站精准到达指定位置，成功完成交会对接。
回望来路，一次次严峻的特情、险情，仿佛就在昨天——
2018年12月8日深夜，嫦娥四号探测器成功发射后不久，突发燃料意外泄漏。经轨道专家测算，燃料损失量已经远超设计余量。如果仍按照既定的轨道控制方案，嫦娥四号将无法安全落月，整个任务也将前功尽弃。
危急关头，更显担当。面对重大险情，刘研究员主动请缨，不到2小时就拿出一套初步可行的应急轨道重构方案。接连数日，他们夜以继日反复推敲、改进优化、分析验证，一套精确成熟的方案如期交付。
迎着曙光，嫦娥四号驶入崭新的“中国轨道”，向月球飞奔。
然而，不久后，新的难题接踵而至：由于一侧燃烧剂出现泄漏，探测器重心已发生偏移，会产生较大的干扰力矩，影响落月的安全性。
经过反复研究论证，轨道团队在两次环月轨道修正时，创新控制方案，既完美解决了燃料贮箱重心不平衡的问题，又保证了探测器动力稳定。
一次次化险为夷，终于迎来见证奇迹的时刻：2019年1月3日，嫦娥四号成功实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察，在古老月背留下了中国探月的第一行足迹。
在轨道团队的科研人员心里，这一行足迹是中国人代表全人类开辟出的探月天路。正如他们在《月背征途》一书中所言：月背本没有路，我们来了配资操盘开户，便走出了属于自己的路。
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