打造中國自己的“千里眼”

姚文良

上世紀(jì)70年代，我國的通信技術(shù)還比較落后，從北京播放的新聞聯(lián)播節(jié)目，要用飛機(jī)把錄像帶送到烏魯木齊播放，在時(shí)間上差了數(shù)小時(shí)。國家啟動(dòng)了衛(wèi)星通信工程，目的是解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信。我有幸參加了這項(xiàng)代號(hào)為331的工程，其任務(wù)是負(fù)責(zé)試制跟蹤接收機(jī)（簡(jiǎn)稱跟蹤機(jī)），讓地面站15米口徑的拋物面天線自動(dòng)跟蹤并對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。我們與某研究所合作，共同完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與試制，由于制造廠處在黔南山溝，交通不便，但憑著對(duì)三線建設(shè)的滿腔熱忱，克服了無數(shù)險(xiǎn)阻，圓滿地完成了跟蹤衛(wèi)星的任務(wù)。

山溝里攢“天眼”

衛(wèi)星做為空間中轉(zhuǎn)站，能讓地面上兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的地方實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)絡(luò)。但遠(yuǎn)在高空3.6萬公里的衛(wèi)星，人眼難見，它每晝夜相對(duì)地面有個(gè)“8”字形的緩慢漂移，從而讓地面天線無法對(duì)準(zhǔn)，人們?cè)O(shè)計(jì)了天線自動(dòng)跟蹤衛(wèi)星的系統(tǒng)，系統(tǒng)由天線（眼睛）——跟蹤機(jī)（大腦）——馬達(dá)（腿）三部分組成，天線像人的眼睛，當(dāng)它“看到”衛(wèi)星后，把信息反饋給大腦跟蹤機(jī)，跟蹤機(jī)根據(jù)天線看到的衛(wèi)星位置指揮馬達(dá)推動(dòng)天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。

跟蹤機(jī)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的核心設(shè)備，與雷達(dá)不同的是，由于天線重達(dá)20多噸，它只適用于跟蹤慢漂移的目標(biāo)，技術(shù)上涉及微波、射頻、直流驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，故有相當(dāng)難度。

齊心協(xié)力，盡速完成配套器材。因聯(lián)絡(luò)不便，山溝里元器件配套難度大，現(xiàn)在利用互聯(lián)網(wǎng)一周能訂上的貨，當(dāng)時(shí)一年都未必訂到，整機(jī)器件遲遲供應(yīng)不上。廠里決定采用設(shè)計(jì)與采購人員兩結(jié)合的辦法來解決。讓技術(shù)員參與訂貨，結(jié)果迅速采購到了大量器件。試制高峰期間，采購部門還安排專員、專車在基地內(nèi)部協(xié)調(diào)，保證缺料供應(yīng)。

創(chuàng)新與改進(jìn)，讓復(fù)雜變得簡(jiǎn)單。鎖相環(huán)的噪聲帶寬是影響衛(wèi)星跟蹤的關(guān)鍵參數(shù)，它的測(cè)量也變得至關(guān)重要。研究所里用的是外國進(jìn)口儀器，回廠后，測(cè)量這項(xiàng)指標(biāo)變成大難題。大家按主席說的“精通的目的全在于應(yīng)用”來做，經(jīng)理論推導(dǎo)與分析后認(rèn)為，進(jìn)口儀器也可用普通國產(chǎn)電壓表代替，攻克了測(cè)試難關(guān)。

有個(gè)前置高頻放大器，調(diào)試費(fèi)時(shí)，經(jīng)分析原因在于放大器級(jí)間耦合不足，作大膽改進(jìn)后，可在數(shù)分鐘內(nèi)完成調(diào)試。試制就是克服消極“等、靠、要”的懶惰思想，用“改代、變通、創(chuàng)新”的進(jìn)取精神來沖破層層難關(guān)，此后，試制線上不斷傳來試驗(yàn)成功的捷報(bào)，1978年便完成烏魯木齊站跟蹤設(shè)備的生產(chǎn)。

“穩(wěn)準(zhǔn)快”，只欠東風(fēng)

跟蹤機(jī)共有兩大機(jī)柜，于1982年8月與其他通信設(shè)備一起，由專人乘火車專廂，從都勻市押往烏魯木齊。

良好的自動(dòng)控制系統(tǒng)通常體現(xiàn)在三個(gè)字上：穩(wěn)、準(zhǔn)、快。以本系統(tǒng)為例，要求天線跟蹤衛(wèi)星時(shí)必須穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，不可搖晃;天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)其偏差應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi);跟蹤過程中天線必須動(dòng)作利索。三個(gè)字落實(shí)到調(diào)試中務(wù)須做到捕捉時(shí)間要短，為此，“三老四嚴(yán)，精益求精”成了我們的座右銘，在高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求下，設(shè)備中各項(xiàng)指標(biāo)大都被我們成功超越，如某跟蹤參數(shù)規(guī)定應(yīng)小于1/3，我們調(diào)到幾乎為0。如此的系統(tǒng)應(yīng)有出色的跟蹤性能，萬事俱備，只欠衛(wèi)星上天這個(gè)東風(fēng)了。

“抓住了”

在太空空間中有這樣一顆衛(wèi)星，運(yùn)行在高度為6480公里的大橢圓軌道上。而在這個(gè)軌道上，衛(wèi)星是無法與地球同步的，它如一匹脫韁的野馬在空中亂串。從地面看，它就像一架飛機(jī)快速掠過。想讓重達(dá)幾十噸的天線去跟蹤“飛機(jī)”，不是本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷，一句話，這種衛(wèi)星無法跟蹤。但沒想到一次意外的、戲劇性的試驗(yàn)讓人們感受到了這套系統(tǒng)不一般的魅力。

一天，北京指揮中心傳來計(jì)算數(shù)據(jù)，稱這顆衛(wèi)星將于某日某時(shí)在烏市上空某位短暫出現(xiàn)，希望地面站盡可能利用這個(gè)機(jī)會(huì)，來驗(yàn)證自身的跟蹤能力。全體跟蹤人員決定試跟蹤這顆失控的衛(wèi)星，那天黃昏，在指定的時(shí)刻，我們讓天線按數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)天空中衛(wèi)星必經(jīng)位置，迎接“飛機(jī)”的到來，現(xiàn)場(chǎng)氣氛凝重，觀眾顧慮重重，首先是茫茫太空的這顆衛(wèi)星，到底能否能按計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)入我們的搜索范圍，實(shí)難預(yù)測(cè)，其次，即使進(jìn)入范圍，天線能否罩住衛(wèi)星？

大家屏住呼吸，機(jī)房里只有跟蹤機(jī)的一個(gè)表頭指針，在一絲不茍地掃描太空信號(hào)，規(guī)定的時(shí)刻到了，1、2、3……過了15秒還沒動(dòng)靜，焦急的人正要說點(diǎn)什么，突然，跟蹤機(jī)掃描指針戛然停止，設(shè)備上顯示衛(wèi)星已被捕捉的綠色指示燈點(diǎn)亮，有人高叫“抓住了！”全場(chǎng)驚動(dòng)，接著，跟蹤馬達(dá)發(fā)出不同于平時(shí)的激烈吼叫，原來，因衛(wèi)星速度太快，大型天線在跟蹤機(jī)的控制下，死死“咬住”衛(wèi)星不放，只見重型天線在空中健步如飛，馬達(dá)為確保推力到位，自動(dòng)進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)，超負(fù)荷壓得它“嗚嗚嗚”仰天高歌，一種誓不“松口”的頑強(qiáng)著實(shí)催人淚下，就是我們這些摸透機(jī)器習(xí)性的工作人員，也沒想到此時(shí)設(shè)備競(jìng)有如此“奮不顧身”的表現(xiàn)，整個(gè)自動(dòng)跟蹤長達(dá)一分鐘，直至衛(wèi)星從地平線上消失。

面對(duì)如此突兀的驚人一幕，有人為系統(tǒng)豎起了大拇指，還有人激動(dòng)地落下了眼淚，我們還驚魂未定，便迎來了一片掌聲。這掌聲像是在肯定，場(chǎng)上一分鐘，場(chǎng)下幾年功，耕耘必有回報(bào)，努力終修正果！這掌聲像是在鼓勵(lì)，“穩(wěn)準(zhǔn)快”足顯過硬本領(lǐng)，“血汗淚”練就真實(shí)功夫！一位領(lǐng)導(dǎo)意味深長地總結(jié)：“如果衛(wèi)星是一次發(fā)射到位，就不可能有這次意外試驗(yàn)，跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)越性也許難以體現(xiàn)。

疾風(fēng)知?jiǎng)挪?！幾十秒的時(shí)間雖短，但展示了系統(tǒng)快速響應(yīng)的能力，從而證實(shí)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是成功、可靠的！”省軍區(qū)地面站一位總工程師的話更加深入且扣人心弦：“這次試驗(yàn)完全是一場(chǎng)真正的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，它不但檢驗(yàn)了地面站出色的跟蹤性能，請(qǐng)注意，也檢驗(yàn)了衛(wèi)星自身的工作能力。試驗(yàn)雖屬意外，但它為我們帶來的驚喜也是意外的！”掌聲又一次雷動(dòng)，人們的臉上全掛上自信的微笑。

1984年4月16日，第二顆通信衛(wèi)星成功定點(diǎn)于東經(jīng)125度赤道上空。跟蹤機(jī)順利與衛(wèi)星配合，完成了天線自動(dòng)跟蹤衛(wèi)星的光榮使命。

為明天

我們?cè)囍频氖且恢徊蹲叫l(wèi)星的千里天眼，前后花了8年時(shí)間，由于一些不可抗拒的因素，真正用于試制的時(shí)間不到兩年。對(duì)于一批新手，這個(gè)試制速度是較快且值得謳歌。簡(jiǎn)要總結(jié)成功的三點(diǎn)體會(huì)：1.信念有堅(jiān)不可摧的力量。當(dāng)大家把工作看成是與敵人爭(zhēng)時(shí)間搶速度時(shí)，自然積極主動(dòng)，辦法多多。當(dāng)遇到困難時(shí)常用“愚公移山”精神要求自己，相信問題解決一個(gè)少一個(gè)。2.精神海拔營造了無私奉獻(xiàn)的良好環(huán)境。不搞物質(zhì)刺激、不計(jì)報(bào)酬，自愿加班蔚然成風(fēng)，大大加快了試制進(jìn)度。3.動(dòng)手實(shí)干才能創(chuàng)造機(jī)會(huì)。工作中，動(dòng)手越多，經(jīng)驗(yàn)越多，機(jī)會(huì)越大。

正是憑當(dāng)年過硬的思想與本領(lǐng)，讓天線跟蹤衛(wèi)星這個(gè)科研項(xiàng)目在山溝溝里結(jié)下了豐碩的果實(shí)，從而圓了大家的強(qiáng)軍報(bào)國夢(mèng)。最后讓我以一闕詞“浪淘沙 為了明天”來結(jié)束對(duì)當(dāng)年崢嶸歲月的回憶：

澎湃赴黔南，愛贈(zèng)叢山。銀鋤落地譜新篇。雨汗揮灑征峻嶺，三線開顏。

重任系心間，刻苦鉆研。強(qiáng)軍報(bào)國志彌堅(jiān)。天眼抓星償夙愿，為了明天。