第8章 宇航科技使人类飞向太空(4)
当然，这五个基本条件同时都具备不容易，但至少要优先保证纬度尽可能低些、气候尽可能好些这两条。
随着航天事业的发展，有条件的国家都在努力建设自己的发射场，或与别国合作建设。据统计，到1990年底，全世界已公开的航天发射场共有17个。
近几十年来，全世界有4200多次的航天器成功发射都是在这些神秘的场区进行的，人类走上探索宇宙的“金桥”就是从这里开始迈出第一步的。近两三年来这些严守秘密的航天器始发站开始逐步揭开一角，为世人所见，大开了眼界。
（2）宇航测控
航天器进入茫茫太空，运转速度快，轨道复杂，航天器在空间航行，必须与地面保持密切的联系，由地面对航天器进行跟踪、遥测、遥控和通信。测控系统由分布在全球各地的台、站、船等组成。这些地面设备具有非常完备、高级的电子设备，是航天技术中的重要组成部分。
第一步，从升空到运行的测控。航天器随运载火箭离开发射台之后，很快进入看不见、摸不着的宇宙太空，要跟踪和测量航天器的飞行路线，掌握其工作状态，预报其运行轨道，以及改变其运行轨道，就只能通过无线电波等手段，同时建立实时的信息联系。
地面测控网要按照航天器的飞行轨道和任务，比如：入轨点、机动变轨段、回收段等，在地面上布置以控制计算中心为核心的多处测控站，在海上布置以测量指挥船为核心的测控船队和岛屿测控点。它的主要任务就是：一要接收记录遥测信息，并向测控计算中心传送；二要在跟踪测轨获得初轨的基础上进行计算，以作出航天器运行轨迹的全球性预报；三要控制计算中心综合并计算各测控站的数据、实时显示航天器的各种工作状态；四要通过地面遥控系统，向航天器及时发出遥控指令，对航天器进行遥控。
为保障长期执行航天测控任务，除少数测控航队可临时机动派遣外，绝大多数测控站是常设的。比如，我国航天测控网的卫星测控中心设在陕西渭南，辐射到全国各地，在各地建立了20多个航天器（当前还是人造地球卫星）观测站，形成了广阔而密集的测控网络。地面测控网规模宏大、系统综合性强，要能对航天器“抓得住、测得准、报得及时、指控得力”，必须建立一个综合控制的统一的测控网。这种“综合测控技术”在60年代后期我国首先采用，取得优异成效，在“计算机录取和交换数据”、“四机联网指令链”和“系统仿真模拟”等应用技术方面，对解决航天器进入太空、返回地面、同步定点问题发挥了突出作用。从80年代中期开始，我国西安卫星测控中心开发出了利用一套测控网，连续8年同时对多颗不同类型的在轨运行的长寿命卫星实施“一网管多星”的独特模式，闯出一条科学、高效、经济的卫星测控管理之路，使这一测控技术达到世界先进水平。
第二步，从绕地到定点的指挥。通信卫星，通常设在地球同步静止轨道上，故也称地球同步卫星或静止卫星。它定点于赤道上空35786公里的轨道上，比测控近地轨道上的航天器要复杂得多。在保证中、低轨道测控网的基础上，必须增加大功率、高灵敏度、超远距离的测控设备，才能适应静止轨道航天器的测探要求。为实现这种超远距的测控任务，通常要采取和解决下述三类措施的问题。
——分散测控系统
这是采用微波跟踪测量设备，加上超短波遥测、遥控等设备组成测控网，而这种分散测控系统的功能系统“各自为政”，互相独立。这种系统单个设备功能全，精度相对高，但协调统一难度大、耗资多，整体效益并不很高。
——微波统一系统
即将多种功能统一在一套设备上，采用微波频段进行协调。由一个天线、一套收发设备组成的微波统一系统，具有跟踪测轨、遥测、遥控、数传的能力，即“四合一系统”。
——同步控制系统
航天器在进入同步轨道静止定点过程中，要经过变轨和轨道调整等多种程序。航天器在进入转移轨道后，测控系统一要测量航天器与运载火箭分离后的卫星轨道参数，二要遥测监视其工作情况和姿态、转速等参数，三要对建立点火姿态及点火控制等进行控制。
当航天器进入准静止轨道后，测控系统一要对其即将越出地面测控站作用范围前测出准静止轨道参数；二要对其进行遥测和遥控，使其建立轨道法向姿态；三要进行轨道调整控制。首先使其向预定轨道位置漂移。当其到达预定位置后，进行轨道调整。当进入同步定点轨道时，使其停止漂移，并使其运行周期与地球自动周期相近（约差4分钟）。
当航天器进入静止轨道定点正常运行时，测控系统转入常规测控，一要定期测轨，及时调整其偏离值；二要测量其工作状态；三要对其姿态及转速进行测量和调整；四要对消旋定向天线对地定向的情况进行测量。
为了保证这些测控任务的完成，要派出远测量船队，对超出国土以外的航天器运行过程进行测控。
有的地球静止卫星采取自旋姿态稳定办法对其轨行修正和姿态修正时，要使卫星上的小发动机的喷气与卫星自旋同步。这种“同步控制”可有几种方式。比较先进的是采用“星地间测控大回路的”的同步控制，即由遥测测出卫星自旋的周期和瞬时相位以及其他姿态参数，由遥控系统发出遥控指令，使卫星小发动机的喷气脉冲正好在卫星自旋到相应的相位上。这对测控回路的传输及调制、解调方式的要求十分严格。只有这样，才能保证同步控制的时间精度达到小于1毫秒。
因此，确保航天器到达地球同步轨道，不仅要有一大批测控台、站、船队的相互配合、协同行动，而且要有大量计算机、通信设备来予以保证。通常要有一个拥有多台计算机的测控中心、两个精度高、作用距离远的微波统一系统和三艘远洋测量船。此外，还要有设置在广大国土地面上的雷达站、遥测站、光学跟踪站等众多的台站协同动作，各司其职，同步行动。
第三步，从脱轨到返回的召唤。要使航天器发射上天，固然很不容易；但要使其在茫茫太空运行中，按人的意志返回地面指定地点（或海面溅落），同样相当困难。截止到1992年，世界上也才只有三个国家具有航天器回收技术能力，我们中国就是其中之一。
对返回式航天器的测控，不仅对航天器本身要有特殊的要求，比如接收测控指令的灵敏度、制动姿态转变的控制系统，以及再入大气层时的能够忍耐1000℃以上的高温防护措施和软着陆或溅落装置；在载人航天器上还要有人工紧急操纵系统和救生逃逸系统等，这些都大大不同于非回收式航天器的技术要求，而且对地面测控系统技术也提出了更高的特殊要求。它不但要能进行发射、升空、运动等轨迹跟踪测控，而且要能对其脱轨、再入、回收等准确无误地进行测控。
返回式航天器测控网负有重要的历史使命。其主要任务：一是对航天器进行跟踪观测，取得数据；二是进行数据处理，计算初轨并对初轨进行修正，计算精轨，选择回收圈，预报发出回收调姿、分离指令的时间和粗略落点；三是接收和处理遥测数据，并对其中重要参数实时处理；四是对航天器发出遥控指令，以控制航天器上对应的设备及时进行开（关）机，同时还要校准航天器上的计时装置；五是根据轨道寿命和遥测参数，作出判断是否需要紧急回收的决定；六是在航天器回收段，要完成再入控制、跟踪、观测，再入弹道计算、安全判断和安全控制等任务。
综上所述，我们可以看到，从航天器发射升空、地球静止轨道同步定点，到返回式航天器返回成功，都与地面测控系统技术的不断提高有着密切关系。