在“東方紅”一號上天之前，地面觀測系統進行實測演練
我國至今已將多顆航太器送入太空。一種神奇的力量引導著這些航太器按照軌道飛行，偶爾偏離軌道，也能很快“迷途知返”；一旦發生了故障，能得到及時搶救；即使意外失控隕落，人們也能及早預知。這種力量，來自於龐大的航太測控網——
2008年9月28日，翟志剛、劉伯明、景海鵬按照預期，成功返回地面。但卻很少有人關注到，是航太測控編織的這張無形的網，指引著他們回家的路。
航太測控是一個抽象的概念。沒有火箭發射時大地震顫、烈焰奔騰的壯觀場面，有的只是數據堆裏默默無聞的工作。然而，對於航太工程來説，火箭升空一瞬間的輝煌僅僅是一個“序幕”，一個航太器從發射升空到壽命結束，都需要對它進行不間斷的測量和控制，在發生故障時，要及時進行搶修，以保障它正常運轉，完成使命。而它也是反映一個國家綜合科技實力的重要標誌之一。
飛向太空：用紙筆計算衛星軌道數據
“東方紅，太陽升……”1970年4月24日，我國成功將第一顆人造地球衛星“東方紅一號”送上了太空。伴隨著“東方紅”樂曲，衛星“走”過了世界的244個城市。
我國的航太測控事業，就是伴隨“東方紅一號”的發射組建起來的。
1967年6月，一支神秘隊伍開進秦嶺腳下，斬荊棘、搭帳篷，用極為簡陋的設備開始仰望星空，他們是西安衛星測控中心的第一批建設者。外界給他們起了一個名字：牧星人。1968年，胡正海成為這群“牧星人”中的一員，如今他已是中心高級工程師。
“當時大多數科技人員對航太測控知識知之甚少，軌道計算、軟體設計都要從頭學起。”胡正海回憶，大家都是邊學習邊攻關，邊建測控站。沒有電腦，就用紙和筆代替，經過一年多努力奮鬥，終於編制出“東方紅一號”衛星軌道計算、軌道預報、數據處理等一整套測控方案。
“東方紅一號”任務中，地面觀測系統及時準確地進行了跟蹤測量，及時計算出衛星軌道參數，並適時做出了衛星經過城市上空的全球預報，完成了“抓得住、測得準、報得及時”的任務。這一時期，湘西、南寧、海南、昆明、喀什、膠東、拉薩等地已建有航太測控站，初步形成了地面觀測系統，一張伸向太空的中國航太測控網悄然張開。
返回地面：高精度令航太大國刮目相看
今年74歲的祁思禹精瘦、頭髮花白。退休前他是西安衛星測控中心高級工程師。1967年，他接到了一項重要任務——負責返回式衛星測控和回收方案的編程。
“以前發射的航太器就像送入空中的信號彈，送出去回不來，而返回式航太器則是我們放出去的風箏，放出去還要收回來。”祁思禹介紹，返回式航太器要在預定的時間和路線順利著陸，要經歷調姿、制動、變軌、防熱、開傘等一系列技術難關。尤其在著陸時，受落區地理、氣候等多種因素影響，理論落點與實際往往有偏差，差之毫釐，失之千里，搜尋回收工作難度很大。祁思禹帶領軌道組的技術人員，花了整整5年，用手工編制和修改了近4萬條指令程式，黑髮熬出了銀絲。
1975年11月26日，第一顆返回式衛星順利升空。上天不易，返回更難。當時，只有前蘇聯和美國掌握了衛星回收技術，而且是經過多次失敗後才取得成功的。我國能否首戰告捷，航太測控十分關鍵。
按計劃，衛星將在發射3天后回收。這時，一個意外的難題出現了，“衛星氣壓産生波動”，如果失控，後果不堪設想。
當時有人建議提前回收。
在現場指揮的錢學森將祁思禹叫了過去，問：“有人主張今天就回收，北京在等待答覆。”祁思禹胸有成竹地回答：“依我們的計算結果，可以按計劃回收。”錢學森一錘定音：“向北京報告，第三天回收。”最終衛星按計劃安全回收。
這一時期，圍繞返回式衛星任務進行的二期工程建設，我國形成了以渭南為中心，湘西、喀什、拉薩等固定站和前置遙測站等三個活動站組成的近地衛星測控網，並在資訊流程設計、軌道計算精度、回收測控軟體方案設計和程式編制、電腦管理程式研究等方面取得了顯著成績。
這一階段的另一大事發生在1983年。是年1月，塔斯社發出全球公告：蘇聯“宇宙”—1402號核動力偵察衛星失去控制，即將隕落地面，目前方位不詳。這顆衛星帶有一定量的核燃料，一旦墜入人口居住區，將造成災難性核污染。各國紛紛呼籲有跟蹤攔截能力的國家及時預報這顆衛星的隕落時間和地點。
要預報衛星的落點首先要掌握衛星的運作軌道，然而衛星已經失控，更加上是偵察衛星，蘇聯不公佈軌道參數等有關資料，“捕獲”衛星猶如大海撈針。我國的長春測控站和昆明測控站光學跟蹤經緯儀，沾益站110雷達和宣化站的7010雷達先後跟蹤目標，利用它們的跟蹤數據，分別計算衛星軌道，再從軌道高度和傾角大小進行識別。事實證明，我國航太測控系統預報的隕落時間和落點精度非常高，令世界航太大國刮目相看。
同步定點：航太測控方法步入成熟階段
這是我國測控方法得以成熟的階段，胡正海將其形容為測控的輝煌頂峰。
1979年，我國準備發射第一顆地球同步軌道通信衛星“東方紅二號”。測控這種衛星的技術十分複雜，而且需要高性能的電腦。
美國等發達國家測控這種衛星時，使用的是當時最先進的、運算速度每秒百萬次以上的高性能電腦。而西安衛星測控中心那時只有兩台電晶體電腦，加在一起的運算速度也只有幾十萬次/秒，總記憶體量不如一台現被淘汰的286微機。
“嚴格説來，這樣的設備並不具備執行任務的能力。”胡正海向記者比劃了龐然大物的“外貌”：近30個寬0.9米、厚0.6米、高1.8米的大櫃子，佔地約300平方米，每小時耗電7千瓦，機房噪音高達92分貝，“講話基本靠喊”。
經過反覆試驗，科技人員提出，用軟體來彌補硬體的不足，即用科學的測控計劃、靈巧的總聯程式、精細的軟體設計來彌補電腦處理速度不夠和記憶體不足的缺陷。他們通過電腦並聯，應用新的測控方案和測控軟體，滿足了通信衛星的測控需求，確保了測控任務的圓滿完成。不久，國外航太專家來參觀，看到落後的“單片機”，怎麼也不相信，用這樣的設備能實現通信衛星的測控，認為中心把先進的電腦藏起來了。
現在回過頭來看，連胡正海自己都認為這種高科技領域的“小米加步槍”做法，有點讓人覺得不可思議。但這臺被譽為“功勳機”的320電腦在22次試驗任務中發揮了重大作用。
1984年4月，我國成功發射“東方紅二號”通信衛星，西安衛星測控中心連續奮戰八晝夜，成功將衛星定點于東經125度赤道上空，它的成功定點標誌著我國航太測控技術已接近世界先進水準。
還有一件事讓胡正海記憶深刻。
“當時有人哭鼻子，説衛星‘發燒’了，每小時‘體溫’升高兩攝氏度，沒法正常開展工作。”後來查明瞭是電流過大造成的發熱，該工程因此開了衛星診斷和搶救的先河。
在這以後，我國利用有限的測控資源開展了相關工作。2001年，及時排除太陽能帆板故障，使危在旦夕的某通信衛星重新恢復功能；2002年，奮戰6晝夜搶救超期服役的某資源衛星；2003年，採用緊急測控方案，準確注入指令，使某海洋衛星恢復安全狀態……
隨著新型應用型衛星的投入使用，衛星管理也由簡單、定時管理模式轉變為多任務、全時管理模式。測控系統也不斷完善，特別是1988年以後，完善了超短波測控網，建成了國際C、S頻段測控網。電腦系統也進行了更新換代。1997年，西安衛星測控中心電腦系統數據處理能力每秒鐘上億次，可同時對20顆衛星進行長期測控管理。
與此同時，國際交流越來越頻繁。我國航太發射進入國際市場。中法測控聯網九十年代進入實質性階段，之後，中瑞、中智進行了聯網。我國和巴西進行了我國航太領域第一次有智慧財産權的測控技術和軟體對外商業化技術轉讓。提高了測控覆蓋率，增進了航太測控領域的國際交往。
飛船回收：航太測控網護航載人飛船
載人航太工程是中國航太史上迄今為止規模最大、系統最複雜、技術難度最高的工程。而這也對航太測控提出了新要求。
2003年10月16日，“神舟五號”飛船的回收。返回中的飛船需要跨越“黑障區”。這時，飛船與大氣層劇烈磨擦産生電磁遮罩，與地面通信暫時中斷。飛船出“黑障區”時，回波信號劇烈起伏，前置雷達站跟蹤目標不穩，如果此時不能及時捕獲目標，就無法得到引導數據。關鍵時刻，中心果斷實施“光學引導”，使雷達及時鎖定了目標，並測下了飛船每個瞬間的方位、姿態和速度，創造出飛船實際落點與計算落點僅差1.1公里、搜救人員30秒趕到著陸現場的航太奇跡。“神舟六號”預報的落點與實際落點誤差只有280米。
目前我國航太測控網可為火箭、載人飛船等航太器提供高精度測控支援服務，實現了“飛向太空、返回地面、同步定點、飛船回收、多星管理”五大跨越。
如今，為滿足載人航太的基本要求，我國航太測控網建立了網路管理中心，對測控網進行集中監控，並負責測控資源的動態優化配置，實現了對陸上、海上所有13個測控站的聯網和統一管理調度。通過優化測控站、船佈局，確保航太器在上升段、變軌段、返回制動段、分離段等關鍵飛行段落的測控支援。
“從體系到技術、從宏觀到微觀，無一不需要創新。”時任西安衛星測控中心技術部副總工程師余培軍説，“沒有任何一本教科書能學到航太測控怎麼發展，每一次進步都可以説是一次重大突破。”
近日，記者在西安衛星測控中心某長管機房內看到，到處是閃爍不息的熒光屏，各種指示燈明滅閃爍，墻上的電子螢幕，隨時顯示著過境衛星的名稱，以及遙測監視、注入指令、校對時間等工作提示。坐在電腦前的工作人員輕點滑鼠，衛星順利滑向茫茫天宇，等著下一次對祖國上空的探望……
親歷者説
祁思禹：三天三夜沒合眼
1975年，我國第一顆返回式衛星發射時，我們三天三夜沒睡覺。為什麼呢？因為每一圈過去以後，都要分析跟蹤的情況、遙測數據情況，實際情況和我們預報的東西是否吻合，有什麼變化，這些情況你都要了解。同時還要為下一圈做好準備。所以我們一圈圈地泡在那兒。按照任務預期，將於上午返回。當時我們六部副部長大清早起床，他説你就別挺了，去睡覺，他怕我扛不過後面的任務。實際上我就去躺了半個小時，半個小時哪能睡覺啊，八九點鐘衛星返回時，我們的工作又要開始了。
胡正海：迎接衛星返回有如臨近大仗
1975年，我國第一顆返回式衛星發射成功，大家都非常高興，慶賀衛星發射成功，而我們卻感受到的是壓力多於興奮。我記得，當時一位領導對我們説，衛星發射成功了，能不能順利返回就看你們了。我們聽了以後，倍感責任重大，把心思全放在機器的穩定性和可靠性上，不敢有任何掉以輕心，不敢有任何麻痹大意。29日，衛星按預定計劃返回，我們就像一場大仗臨近一樣，心情異常緊張和激動。當調度不斷傳來“前哨”發現目標，“前哨”跟蹤目標，“黃河”發現目標，“黃河”發現目標的聲音時，我們的心情既興奮又緊張，生怕機器在這關鍵時刻發生故障。當320電腦計算出衛星落點傳送到X-Y記錄儀上時，大家爭先恐後地涌上前去，裏三層外三層，把X-Y記錄儀圍得水泄不通，為衛星安全返回到祖國的土地上歡呼，以至於讓來基地指導工作的國防科委副主任、著名科學家錢學森難以上前觀看。當調度傳來衛星安全著陸返回的消息後，大家的喜悅和興奮的心情一下子迸發出來，機房裏頓時響起熱烈的掌聲，許多人都熱淚盈眶。也許，現在看來不可思議，也難以理解，但當時，在經過千辛萬苦而獲得來之不易的成功時，那種酸甜苦辣一齊涌上心頭，那種苦盡甜來的心情，真是難以用語言表達，只有眼淚才能表達得淋漓盡致。(陳瑜 馬璟 王朝社)
大事記
1970年4月24日 我國成功將自己發射的第一顆人造地球衛星“東方紅一號”送上了太空,初步形成了地面觀測系統。
1975年11月26日 第一顆返回式衛星順利升空，構建起近地衛星測控網。
1980年中國第一枚遠端運載火箭飛向太空，新組建的遠望號船隊在南太平洋上首次進行了一系列重要數據的測量，結束了中國在本土以外不能進行航太測量的歷史，實現航太測控網從陸地延伸到大洋，成為當時繼美國、蘇聯、法國之後第四個具有海上跟蹤測量能力的國家。
1984年4月 我國成功發射“東方紅二號”通信衛星，成功定點標誌著我國航太測控技術已接近世界先進水準。
2003年10月16日 “神舟五號”順利返回，實現了對陸上、海上所有13個測控站的聯網和統一管理調度。
2008年我國首顆數據中繼衛星在“神舟七號”載人航太飛行中首次應用。“神舟”飛船的測控覆蓋率將由原來的20%大幅提高到60%左右。
