淺析航天器在軌管理模式轉(zhuǎn)型與實(shí)踐

胡佳磊

摘要：隨著我國(guó)航天技術(shù)強(qiáng)國(guó)體系建設(shè)的不斷深入發(fā)展、衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，商業(yè)在軌航天的持續(xù)快速增長(zhǎng)，中國(guó)空間技術(shù)研究院在軌衛(wèi)星航天器發(fā)射數(shù)量也將實(shí)現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)。同時(shí)，隨著衛(wèi)星功能的日益復(fù)雜和用戶(hù)使用衛(wèi)星的需求日益增加，機(jī)構(gòu)迫切需要通過(guò)軌道管理模式的不斷研究和優(yōu)化完善。航天器軌道管理的能力和有效性，并且滿(mǎn)足用戶(hù)快速增長(zhǎng)的應(yīng)用需求。

關(guān)鍵詞：在軌管理;轉(zhuǎn)型;效果

一、在軌管理面臨的形勢(shì)

1.航天器在軌數(shù)量激增，在軌管理壓力加大

隨著“東方紅”長(zhǎng)征一號(hào)太空衛(wèi)星的成功在軌發(fā)射，我國(guó)從一開(kāi)始就基本實(shí)現(xiàn)了全球軌道通用航天器的自主研制試驗(yàn)?zāi)芰?。在過(guò)去，研究院通用航天科學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制在軌的軌道航天器裝備數(shù)量急劇逐年增加，但目前需要及時(shí)解決的軌道航天器異常問(wèn)題數(shù)量也逐年有所明顯增加，面臨的技術(shù)壓力也越來(lái)越大。

2.航天器設(shè)計(jì)愈發(fā)復(fù)雜，在軌管理難度加大

當(dāng)今航天器的使用壽命已經(jīng)比過(guò)去翻了一番，功能更加復(fù)雜，性能等級(jí)評(píng)估更加嚴(yán)格，對(duì)于軍用及民用運(yùn)載航天器促成在軌靠譜穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)設(shè)備要求愈來(lái)愈低。獨(dú)立遙測(cè)設(shè)備的衛(wèi)星數(shù)目一直增多，航天器發(fā)射遙測(cè)系統(tǒng)參數(shù)值的衛(wèi)星數(shù)目還能顯著有所增加。以某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的二代衛(wèi)星遙測(cè)見(jiàn)長(zhǎng)舉例，二代遙測(cè)衛(wèi)星的發(fā)射遙測(cè)系統(tǒng)參數(shù)值衛(wèi)星數(shù)目比過(guò)去一代遙測(cè)衛(wèi)星數(shù)目增多了十倍以上。隨著在軌管理難度加強(qiáng)，無(wú)法迎合參數(shù)值快速增長(zhǎng)的需求，在軌管理模式轉(zhuǎn)型升級(jí)成為提高管理能力的必然要求。

二、轉(zhuǎn)型升級(jí)的理念和途徑

1.轉(zhuǎn)型升級(jí)理念和目標(biāo)

航天器在國(guó)計(jì)民生等各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的主導(dǎo)作用，對(duì)航天在軌穩(wěn)定安全運(yùn)行和軌道使用安全效率的提高要求越來(lái)越高。為此，研究所嚴(yán)格遵循以保障用戶(hù)安全為服務(wù)中心的軌道服務(wù)安全保障管理模式，更加密切注重推進(jìn)軌道運(yùn)行使用的安全連續(xù)性，提出了從“軌道安全”理念延伸發(fā)展到“用戶(hù)安全”的全新軌道使用管理服務(wù)理念。使用連續(xù)性并在兩者之間找到平衡，以減少在軌異常對(duì)航天器使用的影響。

2.轉(zhuǎn)型升級(jí)途徑

研究院在從“在軌安全”發(fā)展到“用戶(hù)安全”的現(xiàn)代軌道交通管理發(fā)展理念系統(tǒng)指導(dǎo)下，根據(jù)不同形勢(shì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際需要，嚴(yán)格執(zhí)行堅(jiān)持“兩手抓、兩手穩(wěn)”。采用過(guò)程自動(dòng)化風(fēng)險(xiǎn)管理、分級(jí)分類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)管理、預(yù)防性風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)用大數(shù)據(jù)綜合管理四個(gè)關(guān)鍵方面可以促進(jìn)我國(guó)航天器太空軌道運(yùn)行管理模式的持續(xù)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新升級(jí)。

一是從人工管理向自動(dòng)化智能管理過(guò)渡。實(shí)訓(xùn)室將管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為輔助工具、辦法及辦法，以提升軌道管理能力及管理效率。面臨著多航天器并行管理、中小型遙測(cè)參數(shù)值監(jiān)控剖析等等需求，重點(diǎn)關(guān)注日常運(yùn)行狀態(tài)，異樣難題的監(jiān)測(cè)及妥善處理。三個(gè)維度推進(jìn)自動(dòng)化、智能化，極大提高航天器運(yùn)行管理水平，航天器軌道管理應(yīng)由人工管理轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)智能管理。

二是從要素覆蓋管理向細(xì)化分類(lèi)管理過(guò)渡。 進(jìn)一步提高軌道管理的有效性，基于監(jiān)測(cè)分析、異常處理、健康評(píng)估、規(guī)劃更新等在軌管理要素為用戶(hù)提供持續(xù)服務(wù)。為提高能力，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室詳細(xì)分類(lèi)和分類(lèi)管理標(biāo)準(zhǔn)提高對(duì)用戶(hù)服務(wù)的支撐保障能力和水平，實(shí)現(xiàn)從要素覆蓋管理向細(xì)化分類(lèi)管理的轉(zhuǎn)變和對(duì)比。

三是從異常產(chǎn)品應(yīng)急主動(dòng)及時(shí)響應(yīng)向異常產(chǎn)品問(wèn)題及時(shí)應(yīng)急處理預(yù)防和早期異常問(wèn)題應(yīng)急發(fā)現(xiàn)的處理方式典型轉(zhuǎn)變。異常應(yīng)急產(chǎn)品問(wèn)題及時(shí)處理往往僅僅是出現(xiàn)異常服務(wù)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題后的被動(dòng)及時(shí)應(yīng)急發(fā)現(xiàn)處理，往往極有可能甚至?xí)虼藦亩斐梢欢ǖ纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)損失，影響廣大服務(wù)用戶(hù)的異常產(chǎn)品能夠繼續(xù)正常生產(chǎn)使用。在切實(shí)確保異常產(chǎn)品問(wèn)題能夠得到及時(shí)有效率的應(yīng)急發(fā)現(xiàn)處理的基礎(chǔ)上，研究所進(jìn)一步積極組織人員開(kāi)展了異常產(chǎn)品問(wèn)題及時(shí)應(yīng)急處理預(yù)防和早期異常問(wèn)題應(yīng)急發(fā)現(xiàn)建立長(zhǎng)效機(jī)制的專(zhuān)項(xiàng)深入調(diào)查研究和完善實(shí)施工作，即對(duì)目前我國(guó)太空航天器服務(wù)用戶(hù)群體進(jìn)行了一次總計(jì)為期六個(gè)每月的日常檢查。對(duì)現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行早期隔離和關(guān)鍵監(jiān)控，以促進(jìn)“事后處理”從應(yīng)急響應(yīng)向問(wèn)題預(yù)防和早期發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆虑邦A(yù)防”。

三、航天器在軌管理模式轉(zhuǎn)型升級(jí)的效果

1.促進(jìn)了航天器在軌效益的提升

通過(guò)在軌管理模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，研究院展開(kāi)了專(zhuān)業(yè)、深入的在軌管理工作。那通過(guò)合理的儀器設(shè)備延壽維護(hù)時(shí)間表及強(qiáng)勁的日常維護(hù)技術(shù)設(shè)備的綜合制訂，有效地充分保證了現(xiàn)階段我國(guó)太空航天器的良好正常運(yùn)行。截止2018年末在軌的大約170艘航天器中，70余艘的最大壽命縮短將近13年，累計(jì)縮短使用壽命高達(dá)100星年。大概直接節(jié)約了數(shù)百億美元。與此同時(shí)，通過(guò)評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異樣，早得知難題，解決問(wèn)題，每年消弭100多個(gè)隱患，保證航天器穩(wěn)定運(yùn)行，有效保證我國(guó)航空航天，防止重大損失，發(fā)揮了重要作用。保護(hù)金融資產(chǎn)而是維護(hù)用戶(hù)服務(wù)器的合法利益。與此同時(shí)，通過(guò)安全評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異樣，早期地發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，解決安全問(wèn)題，每年有效消除100多個(gè)安全隱患，保障我國(guó)航天器穩(wěn)定正常運(yùn)行，有效地對(duì)保障我國(guó)航天器穩(wěn)定，避免社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，并發(fā)揮了重要引導(dǎo)作用。切實(shí)保護(hù)航天資產(chǎn)并切實(shí)維護(hù)航天用戶(hù)及其應(yīng)用程序的合法利益。

2.提升了航天器在軌管理能力和水平

通過(guò)在軌管理模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)訓(xùn)室將繼續(xù)加強(qiáng)工具及工具的建設(shè)，促使監(jiān)控及報(bào)警能力、異樣妥善處理管理效率、潛在難題測(cè)試能力、延壽服務(wù)及技術(shù)支持等等基本功能愈加完善，及在軌數(shù)據(jù)存儲(chǔ)剖析及應(yīng)用能力。數(shù)據(jù)處理剖析業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)根底基本功能分別已達(dá)到了PB三個(gè)等級(jí)，大幅提高我國(guó)通用航天器太空軌道在軌道并行在線(xiàn)監(jiān)控業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)根底基本功能。同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)管理業(yè)務(wù)知識(shí)的有效運(yùn)用積累和管理職能觀的轉(zhuǎn)移以及業(yè)務(wù)管理工具的有效運(yùn)用，不斷對(duì)航天器軌道監(jiān)測(cè)管理團(tuán)隊(duì)進(jìn)行培訓(xùn)和鍛煉，提升軌道管理團(tuán)隊(duì)的能力和水平。

結(jié)束語(yǔ)

隨著航天事業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，中國(guó)航天技術(shù)研究院送入軌道的航天器數(shù)量將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。研究院提供了空間技術(shù)設(shè)備的強(qiáng)有力保證，為建設(shè)我國(guó)經(jīng)濟(jì)尤其是航天強(qiáng)省做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙辰，王曉晨，張香燕，等.多航天器在軌管理模式建立與實(shí)踐[J].航天器工程，2019，28（1）：6.

[2]構(gòu)建多航天器在軌管理支持平臺(tái)[J].王環(huán)，郭義琪，秦巍，王曉晨.航天器工程.2007（03）

[3]首屆航天器在軌管理技術(shù)研討會(huì)在北京召開(kāi)[J].王環(huán)，葛之江.航天器工程.2005（03）