聶容止
30多年來,李恒年將他的人生軌道與航天軌道緊密聯(lián)系在一起,將人生價值與家國命運疊加在一起?!白鳛橐粋€農(nóng)民的兒子,我是吃著黨的飯長大的,花著黨的錢讀書成長的,無論什么時候,都要知恩感恩,對黨的事業(yè)負責,以一流的工作回報組織培養(yǎng)?!?/p>
2024年1月19日,“國家工程師獎”表彰大會在人民大會堂隆重舉行。這是首次以黨中央、國務(wù)院名義開展“國家工程師獎”表彰,是中華人民共和國工程師領(lǐng)域的最高榮譽勛章。81名個人被授予“國家卓越工程師”稱號,50個團隊被授予“國家卓越工程師團隊”稱號。
工程師是推動工程科技發(fā)展的創(chuàng)新主體,是國家戰(zhàn)略人才力量的重要組成部分。當天受表彰的工程師個人和團隊,是新時代工程師隊伍的優(yōu)秀代表。在金光閃閃的獎?wù)卤澈螅枪こ處焸冊谥卮蠊こ探ㄔO(shè)、重大裝備制造、“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、重大發(fā)明創(chuàng)造等工作中,矢志愛國奮斗、銳意開拓創(chuàng)新,取得先進工程技術(shù)成果的決心與恒心。
“牧星人”李恒年正是“國家卓越工程師”獲得者之一。
人造衛(wèi)星,也稱為航天器,是神秘宇宙中人類的“信使”。隨著衛(wèi)星技術(shù)的進步,人造衛(wèi)星已經(jīng)與人們的生活密不可分,在浩瀚的太空中,有7000多顆人造衛(wèi)星圍繞著藍色的地球,服務(wù)于人們的生產(chǎn)生活,氣象衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星……
值得自豪的是,在這7000多顆人造衛(wèi)星中,有將近10%來自中國。2023年1月18日中國航天科技集團發(fā)布的《中國航天科技活動藍皮書(2022年)》顯示,截至2022年年底,全球在軌航天器數(shù)量已達到7218個,其中美國4731個,占全球總數(shù)的65.5%;中國704個,占9.7%,排名世界第二;而排名第三的俄羅斯則只有168顆,占比4.1%。從在軌航天器領(lǐng)域看,各國空間應(yīng)用各有側(cè)重:美歐高軌通信衛(wèi)星數(shù)量全球領(lǐng)先,美國低軌通信衛(wèi)星領(lǐng)跑全球,而中國則是大中型遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)量居世界第一。
衛(wèi)星在軌運行,就像車輛行駛在高速公路上,同樣會出現(xiàn)一些不確定因素。而有這樣一群人,他們手中攥著一條看不見的線,另一頭連著衛(wèi)星,為中國空間站等在軌航天器提供著可靠的測控支持,時時刻刻緊盯軌道情況,保證衛(wèi)星安全。從升空開始,直至壽命終結(jié),他們始終對衛(wèi)星進行跟蹤測量控制、故障診斷維修,負責這些工作的航天人被形象地稱為“牧星人”。
李恒年正是新一代“牧星人”的代表專家,是與天上的人造衛(wèi)星對話的人。他曾專注于一個課題20年,最終把我國航天器機動軌道確定能力提高到世界先進水平;他系統(tǒng)建立了同步衛(wèi)星共軌控制的理論方法和技術(shù),成功運用于我國和其他國家多顆衛(wèi)星共軌控制;他發(fā)展了李濟生確立的衛(wèi)星軌道確定理論,提出了衛(wèi)星機動軌道確定理論,并成功運用于我國多顆機動軌道衛(wèi)星。
仰望蒼穹?與夢想相約
李恒年有句口頭禪:“是我運氣好,總碰到好的機遇!”
1967年10月,李恒年出生在甘肅省金昌市永昌縣一個偏僻的村子里,排行老七。小時候,李恒年很喜歡在晚上看浩瀚星空。他至今仍記得,在老家能將天上的銀河看得清清楚楚。但那時,仰望蒼穹的他并不曾想到,他未來的一生都會和星星結(jié)下不解之緣。
李恒年從小家境貧寒,但貧乏的物質(zhì)條件并沒有消磨掉他強烈的學習意志和內(nèi)心深處對未來的追求。他不僅是家中最小的孩子,也是全家人的驕傲。他知道學習的機會來之不易,也知道唯有知識才能改變自己的命運,所以對待學習格外刻苦努力。
但家鄉(xiāng)的教育資源匱乏,直到上了高中,李恒年才接觸到英語,巨大的差距顯現(xiàn)了出來。老師們曾一度覺得,李恒年不要說考大學了,就連拿到高中畢業(yè)證都有些困難。李恒年深知自己除了要比別人更加努力之外,沒有任何捷徑可走。于是,他懷揣著知識改變命運的強烈愿望,更加刻苦、努力,一心撲在了學習上。1985年,他不僅補上了落下的英語課程,還成功考取了蘭州大學數(shù)學系,邁出了人生關(guān)鍵的一步。
在那個年代,能夠考入蘭州大學的,都是勤學努力、學業(yè)優(yōu)異的佼佼者?;貞浧鹪谔m州大學的4年本科學習生活,李恒年說,盡管學校地處偏遠,但是學校的學習氛圍非常濃厚,學生學習都非??炭?。當他進入新的學習環(huán)境進行學習后,真切地感受到了蘭大學子身上“樸實無華、基礎(chǔ)扎實”的獨有氣質(zhì)。
與勤奮的同學們相比,李恒年更是一點也不敢松勁,因為英語的短板依然明明白白地懸在那里。在剛進入大學時,李恒年有次考試英語沒有及格,不得不參加補考。這對他來說是個不小的打擊,但他并沒有因此對英語學習失去信心,而是化悲痛為力量,更加激發(fā)了他學好英語的欲望和動力?!霸趯W習中,底子薄決不是補考的借口,唯有努力不夠,才是成績落后的原因?!彼f,“不管是學習還是生活,受到打擊并不可怕,重要的是打擊過后,你要更加努力,找出差距,不斷地縮小差距,始終要有學習的愿望,要不斷努力。任何事情都需要去努力,不經(jīng)過努力是不能有所收獲的?!?/p>
功夫不負有心人,大學4年踏實認真、勤奮刻苦的學習,為李恒年更高、更深入的研究生涯打下了堅實的基礎(chǔ)。大學畢業(yè)后,他以總分第一名的優(yōu)秀成績考上了國防科技大學計算機系的碩士研究生,成為一名軍校學子。
讀研究生時,他的數(shù)學成績幾乎每次都是滿分,因為在他心中有一個最珍貴的東西——理想。他說,盡管他成長和學習的地方地處祖國西北,那里貧窮、落后,但是在那時的大學里,一批批學子始終心懷理想,堅持著為國家、為社會作出貢獻的抱負,并為實現(xiàn)這些理想、抱負而不斷努力學習。這種不懈努力的刻苦精神一直貫穿在李恒年人生的各個階段。
碩士畢業(yè)前夕,原國防科工委航天專家巫致中應(yīng)邀到國防科大作報告。聽完報告的李恒年非常激動,直接找到巫致中,了解我國航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,大膽陳述自己的想法和看法。此次結(jié)緣,為李恒年投身航天測控事業(yè)埋下了一顆夢想的種子。
壯志凌云?與夢想接軌
“我趕上了中國航天事業(yè)大發(fā)展的好時代?!崩詈隳耆缡歉袊@。
1992年,25歲的李恒年研究生畢業(yè),被分配到西安衛(wèi)星測控中心。人事部門一看他的簡歷:“本科,蘭州大學數(shù)學系;研究生,國防科技大學計算機系”。懂數(shù)學、會編程,正好中心在發(fā)展BP機尋呼業(yè)務(wù),就把他分到了尋呼臺。
年輕的李恒年感到渾身充滿干勁,彼時正值尋呼臺用戶暴增、業(yè)務(wù)紅火的黃金時期,他編寫的程序運行穩(wěn)定,單位效益月月見漲。
直到1年多以后,李恒年才從同事們的聊天中知道,別人設(shè)計的軟件服務(wù)對象是衛(wèi)星,自己編寫的程序服務(wù)對象卻是BP機。雖然尋呼臺待遇好、掙錢多,可這都不是李恒年的目標。李恒年心有不甘,于是經(jīng)常到測控技術(shù)部旁聽同事們討論測控難題。
當時正趕上中心即將執(zhí)行第15顆返回式衛(wèi)星測控回收任務(wù),任務(wù)聯(lián)調(diào)時,地面測控站頻繁出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷、跳變、丟失等現(xiàn)象,令許多技術(shù)人員一籌莫展。在一邊聽出一點名堂的李恒年跑回去查資料。通過反復(fù)對比技術(shù)資料,他敏銳地意識到:這是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理算法與計算機性能不匹配導(dǎo)致。于是,他連續(xù)5天泡在資料室,撰寫出了一套新方案。
當他拿著方案向時任測控技術(shù)部軟件室主任的陳長貴匯報時,陳長貴被他的勇氣和執(zhí)著感動,專門邀請有關(guān)專家對李恒年的成果進行評審。時任測控技術(shù)部總工程師的李濟生一錘定音:“這套方案做得不錯,我看可以讓他試一試!”新方案投入使用,測控站數(shù)據(jù)中斷等問題迎刃而解。
這套方案是改變李恒年人生軌道的“關(guān)鍵方案”,推動他的航天測控事業(yè)進入了預(yù)定軌道——年輕的李恒年在測控中心嶄露頭角,也順利被調(diào)入了他夢寐以求的測控技術(shù)部軟件室?!安钜稽c壯志難酬了?!被貞浧疬@段經(jīng)歷,李恒年笑了。
1999年年底,“風云二號”氣象衛(wèi)星即將發(fā)射。這是一顆自旋穩(wěn)定式衛(wèi)星,姿態(tài)控制至關(guān)重要,測控中心要求大家盡快學習掌握衛(wèi)星姿控軟件??衫詈隳晖ㄗx程序代碼后發(fā)現(xiàn),軟件中使用的數(shù)學模型和算法,已遠遠落后于時代。
李恒年那股子不解決問題誓不罷休的勁兒又上來了。那陣子,他口袋里揣著小本本,走到哪兒想到哪兒記錄到哪兒,有時半夜剛剛躺下,突然想到什么,就一骨碌爬起來記下。兩個月后,他終于建立了全新的數(shù)學模型,編寫了配套姿控軟件。經(jīng)過反復(fù)推導(dǎo)驗算,他確信自己編寫的程序優(yōu)于原方案,便大膽向上級作了匯報。
這次匯報引起了軒然大波。當時使用的姿控軟件可是老一輩科學家親自審定的經(jīng)典模型,研制部門的專家們也不敢貿(mào)然同意嘗試新方案?!埃▽彾ㄟ@套經(jīng)典模型的科學家)都是參加過‘兩彈一星任務(wù)的老前輩?!崩詈隳晷χ貞洝W詈?,仍然是在李濟生的堅定支持下,李恒年才獲得了唯一一次模擬器測試機會,結(jié)果大獲全勝。
后來,這套全新的自旋式衛(wèi)星姿控算法被成功運用于“風云二號”衛(wèi)星測控任務(wù),使衛(wèi)星姿態(tài)確定精度提高了30倍,變軌控制精度提高近10倍,節(jié)省星上燃料近15公斤。這意味著衛(wèi)星增加了7年以上的能源保障,我國自旋衛(wèi)星測控水平由此跨入國際先進行列。李恒年創(chuàng)造了一個奇跡!
此時,他年僅32歲。
不負韶華?與星辰共舞
“也許很多人覺得衛(wèi)星冷冰冰的,但它在我心里是鮮活而有生命的?!崩詈隳暾勂鹦l(wèi)星的口氣,像是談起了自己的孩子。李恒年家里擺放著一臺天文望遠鏡,他沒事就拿起來看看。
2006年11月,我國一顆遙感衛(wèi)星發(fā)生姿態(tài)異常,衛(wèi)星失控,供電異常,燃料凍結(jié),危及衛(wèi)星安全,情況異常緊急。盡快確定衛(wèi)星運動狀態(tài)和運動規(guī)律是搶救工作的關(guān)鍵。然而面對時斷時續(xù)的海量星上遙測數(shù)據(jù),一切現(xiàn)成的算法都無濟于事。
這一刻,李恒年挺身而出,帶領(lǐng)團隊一頭扎進浩瀚的數(shù)據(jù)中,計算、分析、再計算、再分析,一干就是20多個晝夜。這是一場不見硝煙的太空大營救?!皼]有現(xiàn)成的方案,只能靠分析。那是一個頭腦與衛(wèi)星較量的過程,是心靈認識規(guī)律前的陣痛,每一時刻都在期待著與衛(wèi)星‘溝通的曙光來臨。”李恒年如是形容。
最終,他們確定了失控衛(wèi)星的空間姿態(tài),揭示了失控衛(wèi)星空間姿態(tài)運動規(guī)律和太陽帆板供電的周期性規(guī)律,預(yù)測出了衛(wèi)星最大供電的時間段,為衛(wèi)星成功搶救奠定了基礎(chǔ),為國家挽回數(shù)十億元經(jīng)濟損失。
2007年2月,一顆北斗衛(wèi)星發(fā)射后信號消失,隨后連續(xù)17天與地面失去聯(lián)系,李恒年再次受命出征,最終使衛(wèi)星“起死回生”,為國家經(jīng)濟和航天事業(yè)挽回巨大損失;2011年8月,我國首顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星在太空運行中突然出現(xiàn)姿態(tài)異常,太陽能帆板無法對日定向,星上能源告急,李恒年率領(lǐng)團隊建立衛(wèi)星姿態(tài)動力學模型,提出了衛(wèi)星減旋的控制方案,為成功搶救衛(wèi)星贏得先機……
一次次衛(wèi)星異常情況處置,雖不見硝煙,卻驚心動魄?!吧 钡男l(wèi)星看不見摸不著,留給李恒年的只有海量的、碎片化的遙測數(shù)據(jù)?!巴耙惶焱瓿傻臄?shù)學模型,第二天卻錯亂得一塌糊涂?!彪S著一次次太空大營救的開展,李恒年產(chǎn)生了新的想法:能不能通過模擬仿真來實現(xiàn)星上故障的復(fù)現(xiàn)?于是,他帶領(lǐng)團隊整理收集海量衛(wèi)星平臺的遙測數(shù)據(jù),以及多年來西安衛(wèi)星測控中心搶救衛(wèi)星的實際案例,在計算機中將一顆顆真實的衛(wèi)星完整地模擬了出來。
如今,在西安衛(wèi)星測控中心,有一套由李恒年團隊主導(dǎo)研發(fā)的“數(shù)字衛(wèi)星”系統(tǒng)。系統(tǒng)中,太陽能帆板、推進器、應(yīng)答機,甚至是一顆小小的螺絲釘,都能通過可視化、數(shù)字化的方式模擬仿真出來。
在李恒年的工作履歷中,掌握多星共位控制技術(shù)絕對是濃墨重彩的一筆。2007年年初,我國一顆北斗衛(wèi)星發(fā)射在即。然而,在“北斗”預(yù)定的組網(wǎng)位置上,已有分屬不同國家的兩顆衛(wèi)星在軌運行。地球靜止軌道“寸土必爭”,能否與外方順利實現(xiàn)“多星共位”對爭取我國空間利益具有重大戰(zhàn)略意義。
通過談判讓外方認可我們的技術(shù),實現(xiàn)“3星共位”是解決問題的唯一途徑。談判桌上,作為測控專家的李恒年圍繞外國專家提出的各種問題,帶領(lǐng)團隊一次次討論、計算,一遍遍分析、研判,一個個尋求對策,提出共位需求和擬采取的技術(shù)措施,經(jīng)過3輪艱難的談判,最終達到了共位目的。隨后,李恒年出版了《地球靜止衛(wèi)星軌道與共位控制技術(shù)》專著,填補了我國在這一領(lǐng)域的空白。
2019年7月,由于系統(tǒng)故障,歐洲伽利略系統(tǒng)20余顆導(dǎo)航衛(wèi)星全部“掉線”,而我國所有在軌的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星運行穩(wěn)定、狀態(tài)良好。事實上,如何設(shè)計組網(wǎng)構(gòu)型穩(wěn)定控制方案確保北斗系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,曾是李恒年團隊在北斗全球系統(tǒng)建設(shè)之初就一直在攻克的課題。李恒年從基礎(chǔ)研究做起,創(chuàng)新提出“軌道偏置組網(wǎng)利用軌道攝動、固化相對構(gòu)型維持星座穩(wěn)定”的控制方案,攻克星座發(fā)散和穩(wěn)定控制難題,應(yīng)用于北斗星座部署和長期運行控制,使中國北斗導(dǎo)航服務(wù)的連續(xù)性、穩(wěn)定性顯著提升。
從事航天測控技術(shù)研究30多年來,李恒年帶領(lǐng)團隊在牧星太空的創(chuàng)新之路上一次次發(fā)起沖鋒:“神舟”飛天的背后,是李恒年團隊精確的航天測控為“神舟”返航鋪就了坦途;天問奔火的背后,很大程度上得益于“智能精密定軌系統(tǒng)”的支撐,這套凝結(jié)著李恒年團隊多年心血的軟件,可確保探測器始終飛行在預(yù)定軌道上……
“只有超前準備,才能在競爭中占據(jù)一席之地?!崩詈隳晟钪?,在太空這片群雄逐鹿的競技場,唯有敢于向高難進軍、向核心突破、向前沿開拓,才能占有一席之地。如今,李恒年的視野早已從小小的衛(wèi)星拓展到了整個宇宙空間。近幾年來,他帶領(lǐng)團隊潛心研究大規(guī)模實體仿真推演計算框架,構(gòu)建衛(wèi)星、測控站、望遠鏡和雷達等實體數(shù)字模型,通過系統(tǒng)集成形成數(shù)字太空系統(tǒng),全面實現(xiàn)“平行太空”概念。
30多年來,李恒年將他的人生軌道與航天軌道緊密聯(lián)系在一起,將人生價值與家國命運疊加在一起。曾有人以優(yōu)厚的科研條件和豐厚的物質(zhì)待遇邀請李恒年加入他們的團隊,面對房子、車子、票子等各種誘惑,李恒年都一一婉言謝絕。他說過,人這一輩子很短暫,應(yīng)該干一些有意義的事情?!白鳛橐粋€農(nóng)民的兒子,我是吃著黨的飯長大的,花著黨的錢讀書成長的,無論什么時候,都要知恩感恩,對黨的事業(yè)負責,以一流的工作回報組織培養(yǎng)?!?/p>