蒲庙镇夜景:中国技术人员捕捉穿越黑障区神七目标仅用11秒--军事频道-中华网-中国最大军事网站

神舟三号返回舱在内蒙古四子王旗主着陆场成功落地。 秦宪安 摄

    新华网消息：这是世界航天界的一个普遍难题：当飞船返回舱穿越距离地球表面高程40至80公里的这段范围时，会与外界完全失去联系，这段区域被称为航天测控的"黑障区"。

    总装某基地活动测控回收部着陆场站电扫雷达队队长、曾六次参加神舟任务的彭灵翔，日前向记者介绍了他们是如何帮助飞船尽快穿越"黑障区"，找到回家的路的。

    什么是"黑障区"？

    彭灵翔说，按照运行轨迹，神舟飞船在返回段的跟踪搜救工作分为3个阶段进行。第一阶段是获取飞船在返回地面、穿越大气层时的飞行数据，精确跟踪；第二阶段是发送控制飞船指令和预报落点；第三阶段是搜索返回舱，救援航天员，处置返回舱。

    他说，这三个阶段就像跑接力棒一样，一棒接着一棒，哪一棒也不允许出问题。其中第一阶段的工作尤为关键，这是因为，在这个阶段，有个"黑障区"。

    所谓"黑障"，是发生在大气层的一种特有现象。当卫星、航天飞船、洲际导弹等空间飞行器以很高的速度再入大气层返回地球时，在一定高度和一定时间内与地面通信联络会严重失效，甚至完全中断。

    彭灵翔说，要完成第一阶段的任务，首先要解决飞船在"黑障区"内的跟踪测控问题。由于船外的无线电信号进不到船内，船内的电信号也传不到船外，就不能采用统一测控系统设备来跟踪测控飞船。但是，雷达可以通过反射式工作跟踪飞船。

    电扫雷达队的跟踪任务有多重要？

    彭灵翔说，着陆场站电扫雷达队是着陆场系统迎接飞船的"回收测控第一棒"，承担着第一阶段的任务。在飞船再入大气层时，就只有电扫雷达队一套设备跟踪飞船，传送飞船飞行数据。如果不能获取数据，后面的测控设备无法发送控制飞船的指令，不能打开降落伞。所以，电扫雷达队的跟踪任务是"一锤子"买卖，只许成功，不许失败。

    他回忆说，在执行首次神舟任务时，电扫雷达队制定了各种方案，如目标识别方案、目标捕获方案。操作手反复背记飞船理论弹道，一遍又一遍模拟演练应急预案。为了练就"一抓就准、一跟就稳"的本事，他们白天跟飞鸟，晚上跟飞机；晴天跟气球，雨天跟信标。光用来存储跟踪数据的硬盘，就买了无数块。

    神一出"黑障区"前后出现丢失20多秒的情况

    彭灵翔说，通过精心的准备、刻苦训练，1999年，电扫雷达队在"神舟一号"进入大气层，距离雷达站500多公里处，就及时捕获住了飞船，并及时将测量数据传递给统一测控系统，通过他们发送指令，飞船安全着陆，圆满完成了任务。

    首飞成功了，大家虽然很高兴，但也发现了任务中的不足--在任务中，雷达跟踪目标一段时间后，在出黑障区的前后出现了丢失20多秒的情况。

    在神舟二号任务中，再次出现了相同的情况。彭灵翔和他的同事们不禁陷入沉思：神秘的丢失究竟是什么引起的？这是雷达设备本身的问题吗？

    他们成立了攻关小组，通过两次任务数据，反算出飞船的飞行状态，通过建立数学模型，计算出包围飞船周围等离子体的密度，应用电磁场理论，进行进一步的分析。

    通过多个无眠之夜，最后得出了飞船出"黑障区"后雷达目标特性变化剧烈，信号必然丢失的结论。这是我国对黑障区跟踪飞船的第一手结论。专业人员戏称这段丢失时间为"隐身区"。

    神七只丢失了11秒

    找到问题症结所在之后，彭灵翔他们一直在思索，看能不能找到一种办法尽可能缩短雷达目标丢失时间。

    他们最终找到了两个简单而有效的办法：一是人工记住飞船丢失时的位置，计算它的速度值，提前计算出后面几个时间飞船的位置，再人工拉动雷达天线，雷达重新搜索、捕获目标，这个办法叫做"人工预报等待点引导方式"；或者利用飞船在再入大气层时，会发出可见光的实际，使用一套炮镜(类似于望远镜)，引导雷达搜索飞船，一旦等离子体不吸收电磁波，雷达立马就可以捕获飞船，这个办法叫做"炮镜引导方式"。

    这两个办法在后续的试验任务中都发挥了重要作用。

    彭灵翔说，"人工预报等待点引导方式"应用到了神舟三号任务中，引导雷达等待拦截，18秒就把飞船重新捕获。第二个方法在神舟四号任务得到应用，当雷达信号出现丢失时，指挥员果断下达了"切换炮镜引导方式"，操作手熟练拉动炮镜，捕获飞船周围的火球，引导雷达不到16秒就把飞船重新捕获。神舟五号任务中，把两方法联合应用，不到15秒就把神舟五号飞船重新捕获住。

    但他们还是不满意，认为这两种方法均有局限性。"炮镜引导方式"只能应用于黑暗环境，如果飞船白天返回，它的作用就不能发挥；而"人工预报等待点引导方式"精度较差，自动化程度差。

    他们通过建立数学模型，拟合任务数据，编写了一个雷达自动化捕获软件。该软件能实时算出飞船进入大气层的时间和位置，能算出飞船在穿越黑障期间的理论位置，引导雷达在推算出飞船的理论位置下等待拦截。这种软件能克服"炮镜引导方式"和"人工预报等待点引导方式"两种方式的不足，能实现雷达自动化智能捕获飞船。

    彭灵翔说，神七任务中，在飞船白天返回、炮镜引导方法无法应用的挑战下，他们应用这一最新的研究成果，精心测控，最终创造了飞船出"黑障区"目标丢失后雷达重捕时间不到11秒的佳绩。

    "神七成功后，我们一直在自问，难道11秒就是我们终极吗？"彭灵翔说。

    这个问题的答案，没有悬念。(巩琳萌 马璟)