地上的人怎樣才能精准“算計”九天之外？

　　19日3時31分，神舟十一號載人飛船與天宮二號空間實驗室在距地面393公裡的軌道高度成功實現自動交會對接。

　　如何判斷變軌效果是否符合預期？怎樣准確掌握飛船的軌跡，引導飛船和天宮進行交會對接？地面科技人員如何“算計”九天外的無數“未可知”？數據處理、軌道計算、控制策略……每一項都不簡單。

　　定軌：太空接力第一棒

　　飛控任務接力的第一棒是從“船箭分離”開始的，快速准確計算出飛船在茫茫太空中的位置，判別其是否成功入軌，這是后續一切活動的基礎。

　　“飛船踏入太空那一刻，我們就要進行精確定軌，知道它在哪裡。” 軌道計算主任設計師張宇說。所謂精確定軌，就是在航天器上天以后，利用陸海天基各個測控站回傳的跟蹤測量信號，通過一系列算法計算出它的精密位置和速度。

　　北京飛控中心軌道室主任謝劍鋒告訴科技日報記者，為提高定軌的速度和精度，飛控中心自主研發了高精度定軌軟件，“精度最高可以達到10米量級，在世界范圍內也是處於領先水平。”

　　通過計算軟件，工程師們設置好相關參數，對數據進行處理后，輸入相關命令就可以快速計算出初軌根數，再經過軌道選優最后定軌，整個過程看起來毫不費力。

　　“事實上，每一次任務我們都要精細建模。”張宇說，要達到航天任務的精度要求，在建模過程中就要細之又細，不但要考慮航天器的幾何結構和實際飛行姿態，還要綜合考慮空間環境的影響因素如高層稀薄大氣阻力、地磁指數等，“影響的參數變量粗略地估計不到一百個吧。”

　　這些參數最基本的有效位都要達到小數點后6位，在實際計算過程中還要反復確認這些參數變量。

　　預報：一個月后的事情全知道

　　“就好比風箏在天上飛，軌道崗位確定了當前風箏的位置，我們就能計算出，接下來的每一秒風箏會往哪裡飛”， 預報崗位主崗顏華如是描述自己的工作。

　　每一次任務，顏華和她的同事們都要做幾十套各類軌道預報文件，通過海量的航天軌道數據處理，准確預知和判斷升空后的飛船是否按照預定軌道飛行。

　　事實上，空間實驗室任務中需要攻破的一個重要“難關”，就是對天宮二號運行軌道進行精確預報。早在2015年初，大家就意識到，在393公裡的嶄新交會對接軌道，對接前20余天就要對天宮軌道進行准確預報等復雜環境下，如何提高長時間軌道預報精度是全新的挑戰。

　　對此，飛控中心提出對預報方法進行改進，建立起更為精確的預報模型和參數，並集中攻關。“長周期的預報，要求精度是84度正負8度的偏差，現在我們能做到隻有1度偏差。”張宇自信地告訴記者，接下來的目標是提升到0.5度的偏差，“就好像提前一個月進行天氣預報，還報得准當天是陰晴雨雪。”

　　控制：“紙上談兵”不容易

　　神舟十一號飛船入軌后，與天宮二號相距萬裡之遙。如何成功牽引神舟十一號飛船抵達相距52公裡處天地交班點，5次遠距離導引控制至關重要。為了確保萬無一失，謝劍鋒帶領團隊反復推敲每一個控制細節，認真核對每一個控制策略，充分考慮每一個可能故障，直到確信精准無誤。

　　在航天器上天之前，軌道控制的准備工作一直是和枯燥的數字打交道。

　　“准備的方案對不對，都是紙上談談或者自己推演驗算。隻有航天器切實在天上飛了，我們才能知道真正的結果。”謝劍鋒說，對他和同事們來說，最難的事情是在任務准備階段，看不到實實在在的東西，開始做的都是基於建模的推想而已。盡管如此，對航天器的控制，如什麼時候工作、什麼時候休息，什麼時候做什麼動作，都必須詳盡列入計劃方案。（記者 李艷）