從山腰向下望，一座高聳的發(fā)射架矗立在山坳，足有幾十層樓房高，直插云天。這就是太原衛(wèi)星發(fā)射中心9A工位——我國首個智慧發(fā)射場。
2022年3月29日，長征六號改運載火箭搭載“浦江二號”和“天鯤二號”衛(wèi)星從這里飛天。這是該型火箭首飛，也是9A工位首次亮相。
(資料圖片)
“一年多來，智慧發(fā)射場已圓滿完成兩次航天發(fā)射保障任務(wù)。”太原衛(wèi)星發(fā)射中心智慧發(fā)射場系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)團隊負責(zé)人黃文韜日前告訴科技日報記者，“構(gòu)建智慧發(fā)射場，軟件系統(tǒng)是核心。智慧發(fā)射場系統(tǒng)是9A工位實現(xiàn)數(shù)字化、自動化、智能化的重要平臺，是發(fā)射場的‘超級大腦’。”
從零開始構(gòu)建系統(tǒng)自運行體系
作為研發(fā)團隊負責(zé)人，太原衛(wèi)星發(fā)射中心技術(shù)部主任唐立已經(jīng)在航天發(fā)射領(lǐng)域耕耘了30多年。大多數(shù)時候，他都在幕后默默地為發(fā)射場的技術(shù)設(shè)備提供保障。
傳統(tǒng)發(fā)射場為確保設(shè)施設(shè)備狀態(tài)具備發(fā)射條件，需要大量操作人員進行現(xiàn)場確認(rèn)。直到發(fā)射前15分鐘，塔架上最后一組回轉(zhuǎn)平臺打開，所有人員才能從發(fā)射區(qū)撤離。
每每這時，唐立總是想：“什么時候航天發(fā)射也能實現(xiàn)‘遠程操控、無人值守’就好了。”
2021年年初，系統(tǒng)開發(fā)項目組召開第一次碰頭會。
“那是一次真正激烈的思想‘碰撞’，問題都擺在了桌面上，有些人甚至紅了眼。”回想起那次會議，黃文韜很是感慨。
“小到某項功能開發(fā)，大到完整的設(shè)計系統(tǒng)，都是在設(shè)計架構(gòu)時必須要考慮的。”負責(zé)設(shè)計架構(gòu)的工程師趙文想舉例說，“不同種類的系統(tǒng)融合起來會產(chǎn)生什么問題？哪種技術(shù)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時性、對接便捷性和可擴展性？……這些問題也需要提前考慮。”
經(jīng)歷這次“碰撞”，大家達成共識：要構(gòu)建起系統(tǒng)自運行體系，實現(xiàn)運維、指揮、決策鏈路的無縫融合，沒有任何捷徑，只能從零開始，一項一項突破。
隊伍前所未有地團結(jié)起來——
為尋求最優(yōu)方案，研究人員白天奔赴一線實地考察，晚上就在辦公室針對軟件需求、方案設(shè)計等開展“頭腦風(fēng)暴”。最終，他們設(shè)計出了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)層、大數(shù)據(jù)平臺層和智慧應(yīng)用層三層架構(gòu)的全系統(tǒng)、全流程總體方案。
方案匯報當(dāng)天，模擬發(fā)射流程在大屏幕上全維呈現(xiàn)，發(fā)射全程各項結(jié)果報告準(zhǔn)確，指揮口令自動執(zhí)行，智慧發(fā)射場系統(tǒng)在推演層面變成現(xiàn)實！
讓技術(shù)人員在開發(fā)中“身臨其境”
航天發(fā)射場是一個復(fù)雜的系統(tǒng)融合體——需要地面多個設(shè)施設(shè)備的協(xié)同配合，也需要統(tǒng)一的調(diào)度指揮操作。
以往，這些設(shè)施設(shè)備要靠人工統(tǒng)一調(diào)度才能協(xié)同配合。正因如此，之前有人感嘆，在數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的今天，這個行業(yè)卻還在“刀耕火種”，設(shè)施設(shè)備好比一座座島嶼孤獨地分散在信息大海上。
“這正是智慧發(fā)射場系統(tǒng)要打破的。”唐立告訴記者。
然而，打破信息孤島的突破口在哪里？如何讓開發(fā)工作更有效率？這些問題并沒有現(xiàn)成答案。
一次攻關(guān)會上，在建模與仿真技術(shù)領(lǐng)域有著多年經(jīng)驗的工程師李斌發(fā)言道：“虛擬現(xiàn)實能讓人產(chǎn)生身臨其境的感覺，借助虛擬現(xiàn)實，工作人員就可以直觀了解9A工位運行的各個環(huán)節(jié)，有助于掌握現(xiàn)場工作情況，也利于后期系統(tǒng)的運行維護。”
唐立肯定了他的想法，智慧應(yīng)用場景的開發(fā)也被提到前所未有的高度。
“當(dāng)時受疫情影響，各個環(huán)節(jié)工作都有所滯后，但工位建設(shè)必須在規(guī)定時間節(jié)點完成。”談及往事，李斌記憶猶新。
為保證工作進度，李斌帶著大家吃住在工作現(xiàn)場。萬籟俱寂的深夜里，伴著機柜發(fā)出的嗡嗡聲，他們一邊忍受蚊蟲叮咬，一邊在鍵盤上敲擊一段段代碼。困了就站起來走一走，再堅持不住就喝一杯速溶咖啡……最終，他們突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)成功還原了發(fā)射場內(nèi)外環(huán)境。
“現(xiàn)在，智慧應(yīng)用場景已經(jīng)成為整個系統(tǒng)的‘門面’。”唐立介紹說，“地面設(shè)備動作邏輯實現(xiàn)可視化，平臺、擺桿、發(fā)射臺等設(shè)備的動作乃至整個加注過程都可以通過三維動態(tài)呈現(xiàn)，做到與發(fā)射現(xiàn)場完全一致。”
“遠程操控、無人值守”終成現(xiàn)實
2021年9月初，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心召開的9A工位建設(shè)推進會上，該中心主任李宗利下達命令：“所有系統(tǒng)要在10月中旬前具備參加合練的條件，必須按時上線！”
“想要按時上線，就得將原有5個月的工作量壓縮到1個月內(nèi)完成。”有人問，“合練可以推遲嗎？”
“推遲合練將直接影響9A工位的火箭首飛計劃，后果非常嚴(yán)重，我們絕不能拖后腿！”黃文韜回答得斬釘截鐵。
“將系統(tǒng)的功能開發(fā)順序重新排序，把寶貴時間花在關(guān)鍵功能的實現(xiàn)上……”黃文韜回憶，“當(dāng)時，一天要安排兩天的工作量，早上8點進入辦公室，半夜2點才能出來。”
經(jīng)過1個月的緊張攻關(guān)，系統(tǒng)終于成功上線，任務(wù)合練按計劃順利進行——
“發(fā)射”前約4個小時，地面人員就完成了從9A工位塔架下撤離。在距塔架約兩公里的遠程控制室內(nèi)，空調(diào)、平臺、擺桿等崗位的操作人員緊盯屏幕，密切監(jiān)視著“火箭”狀態(tài)。不需要人的參與，僅僅依靠系統(tǒng)的自動操作，“火箭”順利完成液氧加注、連接器脫落、電纜擺桿打開等一系列動作，進入發(fā)射狀態(tài)……
“遠程操控、無人值守”終于成為現(xiàn)實！
“如今的智慧發(fā)射場系統(tǒng)，更加穩(wěn)定，更加便捷！”系統(tǒng)投入使用一周年之際，黃文韜興奮地告訴記者，“現(xiàn)在我們已經(jīng)具備保障多種型號火箭的能力，發(fā)射場日常運維也逐步納入系統(tǒng)管轄。”
“這套系統(tǒng)的研發(fā)為我國智慧發(fā)射場建設(shè)探索了一條新路，為后續(xù)的發(fā)射場現(xiàn)代化建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。”唐立表示，“黨的二十大報告指出，要加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強。我們將立足新階段，勇?lián)率姑瑸楹教鞆妵ㄔO(shè)書寫新篇章！”
