陈芳允(左3)在查看仪器设备
图片来源于《中国科学院院士画册:技术科学部分册(上)》
陈芳允(1916.04.03-2000.04.29),无线电电子学、空间系统工程专家。生于浙江黄岩。1938年毕业于清华大学物理系。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1985年当选为国际宇航科学院院士。曾任中国科学院电子学研究所研究员、解放军总装备部科技委常委和科技顾问等。中国卫星测量、控制技术的奠基人之一。研制成功国际领先的纳秒脉冲采样示波器;担任第一颗人造地球卫星的测量、控制总体技术负责人,主管地面观测系统设计、台站的选址、勘察及台站的建设工作。参与回收型遥感卫星测控系统方案的制定及设计工作。主持解决航天测量船电磁干扰问题;相继提出了微波统一测控系统、“双星定位系统”、遥感小卫星群对地观测系统和小卫星移动通信系统等方案;指导并参与研制成功微波统一测控系统。联名提出发展高技术建议“863”计划。1985年获国家科学技术进步奖特等奖,1999年获国家“两弹一星”功勋奖章。
【为卫星跟踪观测系统呕心沥血】
1958年,毛主席提出,我国也要搞人造卫星。发射人造卫星不仅仅是要研究卫星和运载火箭如何研制制造,同时要建造复杂庞大的对卫星跟踪观测的地面系统,这样才能使卫星正常运行,才能对卫星作出正确的轨道预报。
关于这一点,当时我国还没有基础,虽然中国科学院紫金山天文台对国外的卫星可以作出轨道计算和轨道预报,但是使用的是光学跟踪设备。显然,光学跟踪设备用于跟踪我国第一颗卫星是不够的,因为光学设备受天气的影响很大,卫星受天光和地影的影响,遇到这种情况,就没办法跟踪测量卫星轨道,卫星轨道预报误差会很大。所以,必须研究我国卫星观测系统到底要采取什么技术、什么办法,研制什么设备。
一种方案是研制单脉冲雷达,另一种方案是当时陈芳允通过对国内外技术发展趋势的分析,基于我国研制技术水平的实际情况,提出运用多普勒测速设备对卫星进行跟踪测量。陈芳允所提方案的好处是,在卫星上安装的信标设备非常简单,而且地面上设备也非常简单,一个设备就可以了。当时关于采取哪一种方案,进行了很多讨论。讨论的结果是以雷达为主,多普勒测速为辅。
1968年,我国研制出了四代计算机和多普勒的测速设备,利用这个设备对美国的“探险者”22号、27号和29号3颗卫星进行了一段时间的跟踪测试以后,发现最管用的是多普勒测速设备。这套系统特点之一是设备很简单又非常可靠,而且测量的角度范围非常大,达到60度。当卫星从地平面上刚一冒出来,它马上就能观测到。所以,逐步确定将多普勒设备作为我国第一颗卫星的主要测轨设备。
陈芳允常说,“我国底子薄,经济条件有限,在科研上,一定要用最少的钱,办最大的事。”当时,在建立地面测控系统遇到的首要问题是资金短缺。国外发射卫星均在全球布站,花费大量资金租用别国的土地,但我国经济基础薄弱,花不起这个钱。就连在国内建站和研制设备,也得把费用减小到最低限度,并且要达到 “投资少、见效快、一次成功”的目标。为实地勘测卫星跟踪测量点,陈芳允带领技术人员走南闯北,跋山涉水,从炎热的南方到寒冷的西部大漠,从东海之滨到北国边疆,到处都留下了他的足迹。他这种艰苦奋斗的工作作风,深深感染着周围的科技人员,在那种艰苦的环境下,大家以苦为乐,团结协作,拧成一股绳,干出了令人嘱目的成就。
1970年4月24日,我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射升空,地面观测系统很快抓住目标,进行持续跟踪、测量与计算,及时预报了卫星飞经世界各地的时刻。实践证明,由陈芳允主持完成的具有中国特色的卫星测量方案非常有效,实现了“抓得往、测得准、报得及时”的目标,而且在轨道测量精度上与其他国家相比也达到了较高水平。我国第一颗卫星测量任务的圆满完成,为我国卫星测控网的建立奠定了基础。
参考文献:
1.中国科学院电子学研究所、台州市档案局编.陈芳允百年诞辰纪念文集[M]. 2017.
2.台州市档案局编.功勋院士陈芳允[M].杭州:浙江人民出版社,2014.
3.中国科学院院士工作局主编.中国科学院院士画册:技术科学部分册[M].济南:山东教育出版社,2006.