我國(guó)第一代航天測(cè)控人：李濟(jì)生院士

人造衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)和衛(wèi)星測(cè)控專家李濟(jì)生，1943年5月31日生于山東濟(jì)南，1966年畢業(yè)于南京大學(xué)天文學(xué)系。歷任西安衛(wèi)星測(cè)控中心技術(shù)部總工程師、研究員。1997年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。2019年7月28日因病于北京逝世，享年76歲。

李濟(jì)生院士是我國(guó)第一代航天測(cè)控人的代表、我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)的開拓者之一。航天工作者評(píng)價(jià)他說：“直爽，正派，不吹牛?！彼麨槲覈?guó)航天測(cè)控事業(yè)做出的貢獻(xiàn)，航天自媒體“我們的太空”概括為：“在人造衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)研究方面，他發(fā)現(xiàn)了低軌道三軸穩(wěn)定衛(wèi)星姿控動(dòng)力對(duì)衛(wèi)星軌道的攝動(dòng)并建立了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，提高了定軌精度；建立了我國(guó)衛(wèi)星測(cè)控精密定軌系統(tǒng)，滿足了我國(guó)各型號(hào)衛(wèi)星對(duì)定軌精度的要求；在衛(wèi)星測(cè)控工程方面，對(duì)衛(wèi)星測(cè)控軟件系統(tǒng)提出了‘模塊化自動(dòng)調(diào)度’設(shè)計(jì)思想，并完成了我國(guó)第一顆地球同步通信衛(wèi)星‘東方紅二號(hào)’測(cè)控調(diào)度軟件和測(cè)控計(jì)劃生成軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)?！?/p>

李濟(jì)生院士（來源：我們的太空）

航天測(cè)控是一個(gè)什么樣的領(lǐng)域？火箭發(fā)射升空、航天器在軌工作，可視化程度都比較高，而航天測(cè)控在公眾視野中更似“隱形”。測(cè)控的主要工作包括：測(cè)量——針對(duì)飛行目標(biāo)進(jìn)行多種手段的遠(yuǎn)距離測(cè)量，根據(jù)獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)掌握航天器的飛行狀態(tài)、飛行軌跡，判斷其工作是否正常；控制——通過向飛行目標(biāo)發(fā)送指令，使其能夠按照地面的要求做出相關(guān)動(dòng)作，控制航天器的狀態(tài)；通信——包括航天器和地面的天地通信，以及陸地、海上測(cè)控站船和指控中心之間的信息交換。

受地球曲率的影響，以無線電微波傳播為基礎(chǔ)的測(cè)控工作，需要用分布在陸上、海上甚至天上不同地點(diǎn)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)“接力”完成。有人把這個(gè)系統(tǒng)比作放飛航天器的“風(fēng)箏線”，實(shí)際上它遠(yuǎn)遠(yuǎn)比“線”復(fù)雜得多，更像一張連接天地的網(wǎng)，或是一條條承載航天器馳騁的“天路”。

“我上中學(xué)時(shí)，蘇聯(lián)發(fā)射了人造地球衛(wèi)星。當(dāng)時(shí)我就很著迷，經(jīng)常在晚上跑出來看衛(wèi)星，希望有一天能經(jīng)過我的努力，使我們的國(guó)家也有自己的衛(wèi)星。”生前的一次訪談中，李濟(jì)生院士回憶自己從事航天測(cè)控的初心，“進(jìn)入大學(xué)以后，剛好又是學(xué)天體力學(xué)的。一般的天體力學(xué)都是學(xué)經(jīng)典軌道的計(jì)算, 比如月亮繞地球轉(zhuǎn)、地球繞太陽轉(zhuǎn)……因?yàn)槟菚r(shí)已經(jīng)有了人造衛(wèi)星這樣的人造天體，所以在學(xué)校時(shí)也學(xué)習(xí)一些人造天體的軌道計(jì)算。后來到單位后恰好又是從事衛(wèi)星測(cè)控方面的工作，因此就很自然地結(jié)合起來了。”

中國(guó)的航天測(cè)控事業(yè)，是伴隨著第一顆人造地球衛(wèi)星飛向太空的歷程而發(fā)端的。“到現(xiàn)在我還清楚地記得, 我們報(bào)到的準(zhǔn)確時(shí)間是1968年2 月14 日……共有5 位同學(xué)一同分配到西北航天實(shí)驗(yàn)基地，我們坐了幾天火車，從繁華的南京走到大西北，滿目盡是荒涼的戈壁灘。記得我在給女朋友的第一封信是這樣寫的——‘站在大戈壁灘上，一望無際，如同站在大海上一樣遼闊無垠。盡管這里現(xiàn)在很荒涼，我想通過我們的努力，我們會(huì)用自己的雙手創(chuàng)造出一個(gè)嶄新的世界。’”

如今的酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)（圖片來源：中國(guó)載人航天官網(wǎng)）

那時(shí)的中國(guó)，貧瘠而沸騰；那時(shí)的中國(guó)航天，火箭、衛(wèi)星、測(cè)控各系統(tǒng)皆蹣跚起步，家徒四壁而自信奮進(jìn)。1970年，“東方紅一號(hào)”成功發(fā)射，標(biāo)志著中國(guó)掌握人造衛(wèi)星技術(shù)。依托西安衛(wèi)星測(cè)控中心和分布在祖國(guó)各地的地面觀測(cè)站，李濟(jì)生和他的同事們實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星的精確跟蹤測(cè)量，成功預(yù)報(bào)了衛(wèi)星飛臨世界244個(gè)城市上空的時(shí)間和方位。

“當(dāng)我們?cè)诤葢c功酒吃慶功餃子的時(shí)候，一位老專家的話深深打動(dòng)了我。他說：‘咱們的衛(wèi)星上天了，可軌道精度是多少？誰能說得準(zhǔn)確？’當(dāng)時(shí)我就暗暗下決心，一定要把衛(wèi)星精度算出來。我是搞天體力學(xué)的，不然愧對(duì)國(guó)家的培養(yǎng)。大約用了1 年時(shí)間，我終于算出了衛(wèi)星軌道的誤差為1 公里。這也是我們國(guó)家衛(wèi)星軌道的第一次量化，但與發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)時(shí)已經(jīng)達(dá)到的百米級(jí)精度相差甚遠(yuǎn)。從那以后，我又開始了從千米級(jí)到百米級(jí)精度的艱難歷程……”

媒體“我們的太空”說，“正是在李老的帶領(lǐng)下，西安衛(wèi)星測(cè)控中心的軌道確定和控制精度達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，從最初的公里級(jí)、米級(jí)到如今的厘米級(jí)……”

中國(guó)“牧星人”（圖片來源：我們的太空 ）

精密定軌有多重要？遙感衛(wèi)星定軌不準(zhǔn)，衛(wèi)星拍到的圖像坐標(biāo)就不準(zhǔn)確；擔(dān)負(fù)測(cè)繪任務(wù)的衛(wèi)星定軌不準(zhǔn)，就不能得到高精度測(cè)繪信息；地球同步軌道衛(wèi)星定軌不準(zhǔn)，無法嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)地球同步運(yùn)行，衛(wèi)星不得不在調(diào)整位置的過程中消耗燃料、降低壽命；而載人航天器一旦出現(xiàn)測(cè)控偏差，將直接導(dǎo)致再入大氣層的控制誤差，落點(diǎn)很可能謬以千里。

今天，我國(guó)近地軌道航天器位置確定精度最高可達(dá)厘米級(jí)，地球同步軌道航天器位置確定精度可達(dá)幾十米，月球軌道探測(cè)器位置確定精度可達(dá)公里級(jí)。我國(guó)航天測(cè)控技術(shù)從無到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，構(gòu)建了一個(gè)獨(dú)具特色、功能多樣、天地一體的航天測(cè)控體系，取得了飛向太空、返回地面、同步定點(diǎn)、飛船回收、多星管理、深空探測(cè)等重大成就。我們同時(shí)注意到，近年來，作為國(guó)家航天測(cè)控能力的補(bǔ)充，航天馭星、天鏈測(cè)控等民營(yíng)企業(yè)開始提供商業(yè)測(cè)控服務(wù)。

李濟(jì)生院士的名字，源自其出生地濟(jì)南。也許還有更多寓意。心懷家國(guó)、兼濟(jì)蒼生，是那一代知識(shí)分子的樸素理想——那么，離開之時(shí)，院士或當(dāng)欣慰：半個(gè)多世紀(jì)以來，中國(guó)航天事業(yè)在捍衛(wèi)國(guó)家安全、增強(qiáng)綜合國(guó)力的同時(shí)，其蘊(yùn)含的科學(xué)、技術(shù)與成果已融入這個(gè)國(guó)家人民的日常生活，深刻地重塑了我們的經(jīng)濟(jì)、文化、思想和生活方式。院士當(dāng)年在西北大漠中所暢想的“嶄新的世界”，已然開啟。

參考文獻(xiàn)：

[1]我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)實(shí)現(xiàn)多階段技術(shù)跨越，李國(guó)利、張勇，新華社2017年8月11日電；

[2]南湖夜訪“牧星人”——西安衛(wèi)星測(cè)控中心總工程師、十五大代表李濟(jì)生院士訪談錄，方延明，《科學(xué)新聞周刊》2001年第30期。

科學(xué)審核：

白瑞雪 北京愛太空科技CEO，國(guó)際宇航聯(lián)空間教育委員會(huì)委員