2021年10月16日0时23分许，我国在酒泉卫星发射中心成功发射神舟十三号载人飞船，约6个半小时后，飞船与天和核心舱顺利完成快速自主交会对接。作为此次任务的轨道计算备份中心与陆基测控网调度管理中心，西安卫星测控中心为任务全过程提供关键测控支持。
轨道计算备份中心：护航飞船“双保险”
“点火！”
“起飞！”
0时23分，长征二号F运载火箭准时点火，在西安卫星测控中心测控指挥大厅全新升级的显示屏幕上，一条条代表火箭飞行状态的曲线正在随着火箭的飞行而实时变化着。
火箭飞行约十分钟后，大屏实时画面与遥测数据同时显示船箭分离，轨道计算岗位科技人员犹如听到发令枪响一般，立刻投入紧张的计算中。很快，飞船初始轨道与分离点参数便计算完成，相关数据同步传至北京中心并实现比对，为判断发射任务圆满成功提供关键数据支撑。
“针对此次任务的新情况、新特点，我们西安中心通过改进中心计算机系统，优化轨道计算模式，实现了对载人飞船初始轨道以及分离点参数的快速计算，尽最大可能确保了时效性。”西安卫星测控中心正高级工程师杨永安告诉记者。
在载人航天任务中，西安卫星测控中心作为轨道计算备份中心，在测控通信指挥部的统一指挥下，与北京中心共同负责对航天器发射入轨、在轨运行、返回再入等阶段进行精准跟踪监视与计算分析。完成计算后，两个中心需通过数据比对，确保两者计算结果在误差允许范围以内，才能实时判断飞船的轨道数据、运行工作状态、返回舱落点等信息。
“‘备份’是世界航天界通用的国际惯例，是为了确保重大航天任务的稳妥可靠、万无一失特意设置的。早在载人航天工程启动之初，我国便在建设全新任务控制与指挥中心的同时，对西安卫星测控中心进行改造利用，充分利用西安中心丰富的卫星测控经验，为载人航天任务的测控工作设置牢固‘双保险’。”西安卫星测控中心总工程师杨开忠向记者介绍。
随着我国航天测控实力的不断进步，目前，西安卫星测控中心对近地轨道航天器的测量精度达到了厘米级，能够为开展飞船交会对接等活动提供精准测控支持。在对航天器返回落点的计算中，该中心提供的落点预报能够将实际落点与理论落点的偏差始终控制在一公里的“十环”范围以内，为地面搜救赢得宝贵时间。神舟十二号载人飞船返回测控任务中，该中心计算出的返回舱理论落点与实际落点仅相差不足百米，刷新了载人飞船返回舱落点预报精度新纪录。
在此次任务中，飞船与核心舱要实现径向交会对接，针对这一特点，西安中心科技人员将继续采取基于地基与天基遥外测，以及北斗卫星定位数据的多元数据融合实时计算方法，进一步确保了飞船自主快速交会对接的稳定可靠。
陆基USB测控网：万里接力 联通天地
“渭南，发现目标！”
“青岛，USB、雷达跟踪正常！”
在发射任务直播中，伴随着嘹亮的调度口令，观众们可以清晰地看到火箭与飞船的飞行轨迹以及飞船内航天员的实时画面，这一切都得益于我国布局合理、功能完善的USB测控网。
西安卫星测控中心渭南测控站王松松 摄
飞船升空后不久，坐落在关中平原的西安卫星测控中心渭南测控站顺利发现目标，并完成对火箭的测量与遥测数据接收；约5分钟后，位于黄海之滨的西安卫星测控中心青岛测控站成功实施目标捕获，并完成船箭分离等关键指令发送，护送飞船顺利入轨。
进入预定轨道后，飞船立即进入快速自主交会对接模式，经过一个多小时的飞行，位于西北边陲的西安卫星测控中心喀什测控站成功捕获飞船，接过测控接力棒，迎接航天员乘组首次回归祖国上空。而后，该中心组织所属渭南、青岛、天津、厦门、和田等10余个固定及活动测控站点相继完成接力测控，为地面判断飞船与核心舱实时运行状态提供关键测控支持。
西安卫星测控中心喀什测控站 吕龙 摄
西安卫星测控中心工程师张卓告诉记者，自中国载人航天工程上马以来，历经近30年的探索与实践，我国已建成了陆、海、天基全面覆盖的USB测控网，其综合性能已达到了国际先进水平。这一测控网在频段和体制上与国际兼容，集测轨、遥测、遥控、语音、电视等功能于一体，综合了测控和天地通信功能，是飞船升空后与地面联系的唯一信息线。
“在快速自主交会对接过程中，飞船完全依靠自主运行，地面基本不需要干预控制，这期间，地面主要靠天链中继卫星进行跟踪测控。”
张卓向记者介绍，“陆基USB测控设备整体性能相对更加稳定，在太空各种情况都未知的情况下，我们通过与中继卫星互为补充，组成天地一体测控网，共同护航航天员的太空之旅。”
据介绍，此次任务中，神舟十三号飞船将与核心舱实施径向交会对接，在此期间，飞船与核心舱相对位置的变化可能会对测控存在遮挡，且载人飞船姿态变化频繁，而空间站组合体目标数量也将由最多时的三个变为四个，这些状态的变化都将会对参试测控设备的正常跟踪带来干扰。
为此，西安中心对所有参试地面测控设备的测控条件进行反复复核分析，各测站为所有定岗人员制定专项训练计划，并协调卫星长管圈次进行了协同操作专项训练，确保测控精准可靠、圆满成功。
为全力备战神舟十三号任务，该中心参试人员大都主动放弃了中秋、国庆双节与家人团聚的机会，利用假期时间积极筹备任务。西安中心在当前卫星发射测控任务持续保持高密度的情况下，抽选精干力量组成载人航天专项任务组，反复开展联调联试；厦门测控站更是克服当地新冠肺炎疫情反弹带来的不利影响，封闭管理过程中，该站参试人员不抱怨、不言苦，主动加班加点，全力备战；青岛测控站在此次任务上升段过程中多套设备同时参试，参试设备数量最多、技术状态最复杂，该站组织全体技术骨干组成“专家组”，定期利用卫星长管任务间隙集中组织设备状态检查，确保稳妥可靠、万无一失。
西安卫星测控中心青岛测控站 徐斌 摄
在接下来神舟十三号飞行乘组为期6个月的太空旅程中，西安卫星测控中心将持续组织各测控站点，为开展后续工作提供稳定测控支持。
作者：吕炳宏
