李恆年：新一代太空“牧星人”

本報記者 楊玥

他被贊為“牧星人”，就是將衛星當作牛羊放牧的專家，是一個能和天上衛星“對話”，更能讓衛星“聽話”的人。他從事的工作，就是透過運籌計算，有效實現對航天器的精準軌道控制；他曾專注一個課題20年，最終把我國航天器機動軌道確定能力提高到世界先進水平；他系統建立了同步衛星共軌控制的理論方法和技術，成功運用於我國和其他國家多顆衛星共軌控制；他發展了李濟生院士確立的衛星軌道確定理論，提出了衛星機動軌道確定理論，併成功運用於我國多顆機動軌道衛星。

他就是李恆年，甘肅永昌人，1967年出生，1992年國防科技大學碩士畢業後分配到總裝某基地測控技術部工作，現任該部研究員，宇航動力學國家重點實驗室主任，博士研究生學歷。他是新世紀百千萬人才工程國家級人選、軍隊科技領軍人才、總裝“1153”人才工程第一層次人選，飛船地面測控軟體專家，國家863計劃某主題組專家，中國力學學會航天動力學與控制專業副組長，西安交通大學、西北工業大學兼職教授。

一個改變人生軌道的方案

1992年，25歲的李恆年研究生畢業，被分配到西安衛星測控中心。人事部門看了他的簡歷後，就把蘭州大學數學系本科畢業、國防科技大學計算機系研究生畢業的李恆年，分到了尋呼臺。

一年多以後，李恆年從同事們的聊天中才知道，別人設計的軟體服務物件是衛星，自己編寫的程式服務物件卻是BP機，李恆年心有不甘，經常到測控技術部旁聽同事們討論測控難題。

當時正趕上中心即將執行一顆返回式衛星測控回收任務，任務聯調時，地面測控站頻繁出現數據中斷、跳變、丟失等現象，令許多技術人員一籌莫展。

透過翻閱技術資料，李恆年敏銳地察覺到是資料處理演算法有問題，於是，他利用休息時間編制了一套全新的演算法程式和技術方案。

當他拿著方案向時任測控技術部軟體室主任陳長貴彙報時，陳主任被李恆年的勇氣和執著所感動，專門邀請有關專家對李恆年的成果進行嚴格評審。

儘管大家對這個方案將信將疑，但時任測控技術部總工程師李濟生還是一錘定音：“這套方案做得不錯，我看可以讓他試一試。”新方案的投入使用使測控站資料中斷等問題迎刃而解，年輕的李恆年在測控中心嶄露頭角，也順利被調入了他夢寐以求的測控技術部軟體室。從最基礎的測控資料處理，到研究提出航天測控最優估計方法；從衛星機動軌道確定，到航天器姿態控制；從多星共位控制，到衛星編隊穩定性設計；從神舟飛船返回落點預報，到北斗衛星導航系統星座部署……李恆年的人生軌道從此同航天軌道緊緊連在一起，再也沒有分開。

不見硝煙的太空大營救

2006年10月，我國一顆遙感衛星突發故障。遙測資料顯示，衛星在太空中急速翻滾，星上能源完全消失，只有陽光照射到太陽能帆板時，才有幾秒鐘的訊號反饋。

衛星研製部門和航天測控戰線的專家緊急會商：當務之急，是儘快確定衛星姿態，抓住每次幾秒鐘的衛星加電時間，注入控制指令，使衛星停止翻滾，轉入正常執行姿態。否則，價值十多億元的衛星，將成為毫無用處的太空垃圾。

當時，我國航天測控網的覆蓋率還不高，確定衛星運動狀態，捕捉衛星搶救時機的難度非常大。經過持續20多天的模擬分析，李恆年帶領團隊終於掌握了衛星翻滾的運動規律和太陽帆板供電的週期規律，準確預測出衛星最大供電時間段。按照他們的建議，遠望號測量船在南半球上空捕獲衛星，注入遙控指令，69天的太空營救終獲全勝。

2007年2月，一顆北斗衛星發射後訊號消失，隨後連續17天與地面失去聯絡。李恆年再次受命出征，最終使衛星“起死回生”，為國家經濟和航天事業挽回巨大損失。

2011年8月，我國首顆海洋動力環境衛星在太空執行中突然出現姿態異常，太陽能帆板無法對日定向，星上能源告急。李恆年率領團隊衝向測控任務現場，建立衛星姿態動力學模型，提出了衛星減旋的控制方案，為成功搶救衛星贏得先機。

“迎接挑戰最好的方法就是要把自己逼得狠點兒，有把自己逼入絕境的堅定毅力。”李恆年參與組織的一次次衛星異常情況處置，雖不見硝煙，卻驚心動魄。

為北斗在天上“擠”出位置

近年來，人類太空活動日益頻繁，世界各國在通訊衛星、電視廣播衛星唯一工作軌道——地球同步軌道帶上的競爭也日趨激烈。這條環繞赤道上空、距地面約3。6萬公里的軌道，成為各國競相佔據的寶貴資源。

2007年初，我國一顆北斗衛星發射在即。然而，在“北斗”預定的組網位置上，已有分屬不同國家的兩顆衛星在軌執行。能否與外方順利實現“多星共位”，對爭取我國空間利益具有重要意義。

三顆衛星，在距地球3。6萬公里的太空中同一軌道位置、以每秒3。6千米的高速飛行，測控稍有偏差，衛星就有可能相撞。當時，外國專家對我國是否能實現“3星共位”抱有懷疑態度。透過談判讓外方認可我們的技術，是實現“3星共位”、解決問題的唯一途徑。作為測控專家，李恆年當時一方面要做好技術準備，另一方面還要思考談判策略，挑戰和壓力很大。

談判進行得異常艱難，外方專家對我國共位技術提出種種質疑。談判桌上，李恆年圍繞外國專家提出的各種問題，帶領團隊一次次討論、計算，一遍遍分析、研判，一個個尋求對策，提出共位需求和擬採取的技術措施。三輪談判後，三方利益最大化選優方案得到外方專家一致認可，最終達到了共位目的，並現場簽署了備忘協議。

這一次談判，李恆年為北斗在天上“擠”出了一個位置。

隨著北斗衛星的不斷成功發射，又有問題凸顯出來。北斗全球導航系統作為一個龐大的導航衛星星座，其中單個衛星軌道稍有偏差，就會引起星座構型發散，導致系統性能降低，影響導航精度。如果頻繁對衛星進行軌道調控，很容易導致導航服務中斷。

如何設計組網構型穩定控制方案，確保北斗系統穩定可靠？對此，李恆年帶領團隊經過數年攻關，最終形成控制方案，使北斗星座導航服務的連續性、穩定性顯著提升，星座發散和穩定控制等難題得以解決。

人工智慧助力精密定軌技術

以往，航天測控由軌道工程師藉助軟體進行人工操作。隨著太空中航天器越來越多，單純的人工操作已不適應如今高強度軌道計算工作。

如何讓精密定軌技術更好地適應未來航天任務需求，成為李恆年團隊又一個攻關目標。

2016年3月，人工智慧AlphaGo完勝韓國職業圍棋九段選手李世石的圍棋人機大戰，在國際上引起轟動，同時也激起了李恆年的創新靈感：讓人工智慧助力精密定軌技術。

他立即著手研究。隨之，一個大膽設想在他腦海裡初具輪廓：針對未來航天任務的實際需求，研製一套智慧精密定軌系統，從海量任務資料和模擬模擬資料中進行機器學習，在實現軌道計算自動化和智慧化的同時，使其具備自我糾錯能力，提高軌道確定結果可靠性。

針對深空探測定軌特點，在李恆年的帶領下，團隊成員僅用4年時間，就完成了相關係統的重新架構。

在此基礎上，他們又補充很多新演算法，使其具備高度模組化、多層次並行、分散式計算等特點，擁有“定軌+定位”“近地+深空”“實時+事後”等資料處理能力，滿足了航天測控任務多樣化需求。

2021年2月24日6時29分，首次執行火星探測任務的“天問一號”探測器，成功實施第3次近火制動，進入火星停泊軌道。傾注了李恆年團隊多年心血的智慧精密定軌系統在此次“火星之旅”中首次亮相，並與西安衛星測控中心的軌道計算團隊聯袂，全程參與任務。在探測器歷時6個多月的奔火旅程中，它的軟體計算能力和精度得到初步檢驗，相關指標達到完成精密定軌任務需求，為“天問一號”提供了精準可靠的軌道輸入。

精測妙控，使神舟飛船準確返回；牽星九天，讓故障衛星起死回生……一個又一個奇蹟的背後，是李恆年20餘年的潛心鑽研。李恆年說過，人這一輩子很短暫，應該幹一些有意義的事情。將人生軌道與航天軌道緊密聯絡在一起，將人生價值與家國命運疊加在一起，正是一個個李恆年式的科技專家的矢志堅守，我國從航天大國邁向航天強國的步伐，才會如此自信，如此平穩。

儘管因工作繁忙，李恆年很少回金昌，但他心中時刻惦記著金昌，隔一段時間便會透過各種渠道瞭解金昌現狀。談及金昌，李恆年感慨萬分：“如今家鄉發展得越來越好，金昌也被越來越多的外地人所知道，我這個在外遊子很開心。我衷心希望家鄉日後的發展越來越好，人民生活更幸福、生態環境更宜居、文化教育更發達。也希望家鄉青年能夠自強自立、勤勞勇敢，不負時代、不負青春，爭做新時代的建設者。”

本文來源：金昌日報