总设计师的顶层蓝图
1992年年末，中华民族的飞天梦想化作国家的发展战略，载人航天工程在全国各地有关单位中悄无声息地开始了。
1992年11月3日，载人航天工程第一次会议召开，中央专委任命了工程的负责人：工程总指挥丁衡高，副总指挥沈荣骏、刘纪原。
与总指挥同时任命的还有工程的总设计师。作为设计师队伍的核心和灵魂，总设计师是工程技术工作的组织者、指挥者和重大问题的决策者。选择总设计师，不仅要求有对祖国赤诚的心，顽强执着的事业心，还要有科学严谨、坚持原则、协调处理问题的能力。堪当此重任的人选，责无旁贷地落在了王永志身上。这一年，王永志刚刚跨入60岁的门槛。60岁，多少人已在子孙绕膝中安享天伦之乐，而对王永志来说，却是他人生第二个青春的开始。把中国人送上太空，前无古人，这是条充满艰辛的道路，肩负如此重任，就意味着自己要在新的征途上带头冲锋陷阵。一种军人渴望战斗的激情在王永志心中升腾，他的心变得年轻起来，既兴奋又激动。
按照《工程总设计师工作条例》的规定，工程总设计师的首要任务就是提出工程总体技术方案，确定各系统的设计任务书和主要技术指标，审定各系统的技术方案。王永志首先要完成的是工程系统建设，研制载人飞船和运载火箭，建设先进的载人航天发射场和测控通信、回收等基础设施系统和发展空间科学与应用技术的空间应用系统。这些远比人造卫星难得多，也复杂得多。中央明确要求，我们起步虽晚，但起点要高，要从总体上体现中国特色和技术进步。王永志认识到，要实现这一目标，必须坚持高起点、高效益，通过技术创新，实现跨越式发展；必须调动各方面的积极性，发挥中国航天人的集体智慧，齐心协力，集智攻关。
载人航天工程立项时由工程总体和七大系统组成，分别是航天员系统、空间应用系统、载人飞船系统、长征二号F运载火箭系统、酒泉发射场系统、测控通信系统和着陆场系统，这七大系统相互关联，成为整体。
由于这七大系统隶属不同的行政部门，按照隶属关系将各系统归口于三个部门管理，即载人飞船和运载火箭系统归航空航天工业部管理，1993年航空航天工业部撤销后，改由新组建的中国航天工业总公司管理。空间应用系统归中国科学院管理。其他4个系统由国防科工委管理，1998年国防科工委改组后，改由解放军总装备部管理。
参照工程总体的组成方式，工程各系统也分别建立了行政和技术两条指挥线和总指挥、总设计师联席会议制度。
工程研制的第一道程序就是方案设计，也称为模样研制阶段。王永志把这个阶段的主要任务用简练的语言概括为：攻关键，定方案，抓短线，建立协作配套网，创建研制条件。这是工程研制中最基础、最具根本性的工作，这个阶段工作完成得好坏，直接关系着整个工程的指标甚至命运。
为了将方案阶段的工作做得踏实可靠，工程“两总”决定先用3个月的时间，对可行性论证时提出的各系统方案进行复议确认。之所以有这个安排，是因为在可行性论证期间，就航天员系统提出的实施载人航天飞行前应安排动物搭载试验的建议，尚未达成共识；酒泉发射场系统上报的“三垂”（注：火箭转运的一种方式，即垂直组装、垂直测试、垂直整体运输。）方案还是“暂定”；着陆场系统提出的将河南黄泛区作为主着陆场的方案，还没有来得及实地勘察；飞船轨道设计还没有完成……
工程研制即将启动，这些悬而未决的问题，作为总设计师，王永志必须做出明确的回答。
由于有了航天员的参与，保障航天员的生命安全就成为载人航天飞行的首要任务。在载人上天之前，要经过大量的地面试验和无人飞行试验来考核飞船的安全性和可靠性。苏联在首次载人飞行前，发射了7艘试验飞船；美国在载人飞行前进行了8次无人飞行试验。两国在载人之前，都进行了动物搭载试验。我们怎么办？在技术方案论证会上，航天员系统的技术负责人认为先送大动物上天试验比较保险，“按照国外的经验，动物试验成功后，才能证明可以载人飞行”。
王永志认真地听着，然后问道：“要是上动物，用什么动物好？”
这位负责人回答说：“我们准备用猕猴，云南的猕猴最聪明，好训练。而且猴子的代谢能力比较低，消耗氧气慢，在相同的时间里，氧气消耗量只相当于人的1/6，6只猴子的氧消耗量才相当于一个人。”
“从购买猕猴到训练成功，你们估计要多少天？预算是多少？”王永志进一步问道。
这位负责人想了一下说：“先成立一个动物研究实验室，再开展训练，估计要一年时间，需要3000万元左右。”
听到这里，王永志接过话说道：“训练猴子要有专人饲养和训练，光建一个动物研究实验室就要几千万，而且飞船内还要研制一套猴子的生命保障系统。经费和代价暂且不说，最主要的问题是能否达到目的。猴子安全回来了，不见得人就一定行。相反，猴子不行，未必人不行。关键是3个人的代谢量，需要18只猴子来模拟。如果上天带着18只猴子，还不得‘大闹天宫’呀！”
王永志的话惹得大家哈哈大笑，他自己也不禁笑了起来：“那我再给大家讲个有意思的事情吧。据说国外曾经安排一只黑猩猩上了天，由于受到惊吓，它在几天的飞行中不吃不喝，很快被饿瘦了，竟然从束缚带里溜了出来，在飞船里上蹿下跳，让地面人员虚惊一场。”讲完这个故事，王永志接着说：“除了前面说的那些，还有一个问题不得不考虑。猴子上天以后，如果出现了意外，我们很难分清是飞船环境满足不了猴子的生存要求，还是猴子本身的问题。”
说到这儿，王永志收起了笑容，站起身来说：“人能不能上天，国外的实践已经证明过了。世界上有几百位航天员都上过天，他们在天上停留的时间也已经有几百天了。而且，从太空返回后照样能够生儿育女。这就说明，人可以适应升空和返回段的过载，也能适应飞船在轨运行的失重状态。我们还有必要从猴子、从狗开始试验吗？上动物能起到的作用，无非是两个：一是测定耐受失重、超重的能力；二是依靠动物不断消耗氧气，排出二氧化碳，来考核飞船自动补充氧气和消除二氧化碳的能力。而根据当今的科技水平，要实现这个目的，不用非上动物不可。只要做一个模拟人代谢的装置就足够了。这样，不仅可以节省经费，更重要的是节省时间。如果不创造性地前进，40年的差距，什么时候才能赶上！我的意思是，大动物试验就不做了。”
听了王永志的这番分析，大家都表示赞同。航天员系统的总指挥魏金河和总设计师杨天德也同意了这一意见。
在进一步组织相关人员进行调研和论证的基础上，确定由中国科学院大连化学物理研究所研制拟人代谢装置。这个装置利用物理和化学原理，可以模拟3个人的代谢规律，不断地消耗氧气并释放出二氧化碳。这样在无人飞行试验中，就可以全面在轨考核飞船的环境控制能力。这套装置只耗费了600万元人民币，大大地节省了开支。
1994年10月28日，在北京北郊一个叫“唐家岭”的地方，一座现代化的航天城开始奠基。负责航天城总体建设的是国防科工委副主任、载人航天工程的副总指挥沈荣骏。
沈荣骏，航天系统工程战略科学家，航天工程管理与测控技术专家。1958年毕业于解放军测绘学院，是我国航天测控网和电子对抗技术试验场建设的主要奠基人之一，为我国航天测控网的建设和中国航天测控网跨入世界先进行列做出了突出贡献。1985年以来，沈荣骏直接组织指挥了50余次火箭、卫星大型发射试验任务，开展并组织实施了中国航天走向国际市场的开拓创新，是中国航天走向国际市场的主要开创者之一。
工程立项时，中央关于批准载人航天工程上马的方案中明确，在北京集中建设一座航天城，国防科工委负责建两个中心，即航天员训练中心、指挥控制中心，航天部负责建飞船总装测试中心。
航天部领导在机场路沿线选了300亩地，每亩45万元，在当时还是比较便宜的。但沈荣骏一听，连连摆手说：“不行。第一，空间技术研究院在中关村，跑到机场路干啥？布局不合理。第二，哪有这么多钱呀，太贵了。还是到北边去。”
航天部领导为难地说：“北边搞不到这么多地。”
沈荣骏说：“你就甭管啦，我弄完了给你分地就是了。”
其实，对这三个中心如何建设，在沈荣骏的脑海里早有一幅雄伟的蓝图。他坚持认为，一定要把三个中心建在一起，这样有利于工作协调、生活方便。为此，他拟定了三条选址原则：一、不准移民，他深知移民工作的难度之大；二、要把这三个中心按照一个整体统一规划；三、方便生活。依据这个总体指导思想，一天，他驱车来到现在北郊的唐家岭实地察看，当时的唐家岭还是一片尘土飞扬的荒郊野岭，沈荣骏认为在这里建三个中心最为合适。
地址选好以后，沈荣骏又亲自去找北京市分管城市建设工作的副市长张百发。张百发副市长很支持，同意征地3000亩，并预留1400亩。
航天城建设规模之大、要求之高、建设项目之多、时间之紧、施工协调之难，都是史无前例的。它与一般的土木工程建设不同，如果不能赶在飞船研制完成前竣工，后续的大型试验就无法进行，不仅飞船系统的研制计划被打乱，“争八保九”的目标也将会付诸东流。
由于工程要求高、技术复杂，又要抢时间、赶进度，所以，多家单位的建设由工程统一规划，统一组织实施。在沈荣骏的努力下，北京市委、市政府再次给予了大力支持，决定特事特办，在工程建设的程序上，可以边报批、边规划、边建设。这项“三边工程”在当时的特殊情况下，起到了很大的作用，为工程建设争取了大量宝贵的时间。
1994年10月28日，曾为载人发射场奠基铲下第一锹土的中央军委副主席刘华清上将又兴致勃勃地来到唐家岭，亲手为未来的北京航天城奠基。奠基仪式上，沈荣骏喊出了“誓死拿下航天城，给党中央交一份满意的答卷”的口号。
自这一天起，沈荣骏这位共和国的将军，瞄准世界一流水平，以排山倒海的气势，指挥千军万马浩浩荡荡地开进了唐家岭。
在沈荣骏的直接领导下，空间技术研制试验中心、航天员培训中心、指挥控制中心和测控通信中心等多家航天机构开始在这里集中建设，同时破土动工。
1998年5月，在距离我国第一艘飞船发射只剩下一年零五个月时，北京航天指挥控制中心大楼和航天员中心科研训练的部分场所均已如期竣工，各种设备陆续到位，近千台（套）各种计算机、显示器，仅用4个月的时间全部集成、安装和测试完毕。
与指挥控制中心大楼同时竣工的，还有由航天部负责建设的空间技术研制试验中心。一个总建筑面积达75879平方米，划分为研制试验区、科研管理区和生活区，实现了大型航天器总装、测试、试验一体化以及垂直装配、垂直测试、垂直转运的工艺要求，具有国际一流水平的空间试验中心展现在人们面前，并通过了国家级验收，为载人航天工程中的“神舟”飞船的研制提供了一流的服务。
从此，一座雄伟的航天城在北京西郊宣告建成，其宏伟壮观的程度可以和欧洲的航天试验中心相媲美。沈荣骏到俄罗斯访问时，看到俄罗斯的指挥中心、飞船中心和总装测试中心相隔很远，工作起来不方便，也不好协调。中国航天城建成后，俄罗斯人来看了，大为赞赏，说：“你们的这个布局比美国好，比俄罗斯也好。”
酒泉，“神舟”起飞的地方
酒泉卫星发射中心始建于1958年，位于内蒙古自治区额济纳旗境内，是中国建设最早、规模最大的航天发射场。作为中国的航天第一港，我国第一枚导弹在这里发射，第一颗卫星在这里上天，第一枚洲际运载火箭从这里飞向太平洋，积累了丰富的实践经验和雄厚的技术基础，拥有完善的测量、控制、通信、气象、计量、铁路运输、发供电设施设备，可完成多种轨道卫星的测试发射任务，具有良好的载人航天发射试验基础。
发射场选址经过了一年多的地理考察，专家们走遍了戈壁沙漠，对发射区、降落区、应急救生区都做了详尽考察，一致认为，酒泉卫星发射中心处于戈壁平原地带，人烟稀少，地势平坦，视野开阔，气象条件优越，对跟踪测量的限制小，发射前后航天员应急救生条件极好，年可发射时间长达300多天，有利于发射场各项设施的建设。还有一点，酒泉卫星发射中心距离城市远，环境艰苦，利于保密，符合“只干不说”的原则。但是，根据载人航天任务的需求，原有的发射场已不适应今后的载人航天发射，需要新建一座专门用于载人航天的新发射场。
1994年7月3日，载人航天发射场在大漠深处奠基。发射中心主任、发射场系统总指挥李元正把发射场方案设计工作交给了发射场系统的总设计师徐克俊。他对徐克俊说：“一定要争取主动，拿出一个具有世界先进水平的发射场方案。”
徐克俊是个敢作敢为、勇于创新的专家，接过任务，他用了一个晚上的时间归纳了世界上工艺流程最先进的技术资料，并拿出了远距离测试施工的方案。
酒泉卫星发射中心过去采取的是火箭分段测试、分段总装、分段运输到发射场后分段对接，再进行重复测试的模式。按照徐克俊的想法，载人航天发射场应采用当时具有国际先进水平的“三垂一远”发射模式。
“三垂一远”（注：“三垂一远”指的是垂直组装、垂直测试、垂直整体运输和远距离测试发射控制。）发射模式最大限度地减少了技术状态的变化，大幅度提高了载人发射的安全性和可靠性，具备短时间内连续发射的能力，同时满足未来空间站应急救援发射的需求。这个方案被徐克俊进一步丰富后写成论文，发表在《载人航天》杂志上，被钱学森看到了，他立即给工程负责人打电话说，徐克俊的文章“很有用，能供载人航天发射场的建设参考”。
3年多的时间转眼过去了，1998年春节刚过，空旷的戈壁滩上奇迹般地矗立起一座巍峨的厂房。雄伟的发射塔和蓝白相间的双工位垂直测试厂房遥遥相对。两条相隔10多米的铁轨从垂直测试厂房大门一直延伸到发射塔下的导流槽两旁，这就是用于垂直转运的铁轨，笔直而光滑。
发射场建成了，但能不能承担起发射飞船的重任，需要通过飞船、火箭在发射场技术合练做一次初步试验。1998年5月，载人航天工程在发射场进行第一次合练，所有的大型地面测试设备、庞大的电缆中枢，都要在合练中铺设完成，工作人员也要通过这次合练，掌握基本的发射流程。经过发射场全体人员的努力，合练取得了成功，前来视察的首长高兴地对李元正和徐克俊说：“祝贺你们！发射场顺利通过了评审！”
阿木古郎，为英雄回家护航
航天员和飞船返回是载人航天飞行的最后一个环节，如果把载人航天飞行比作一场太空接力，着陆场就是最后一棒。根据国际航天界的记录，飞船返回阶段往往是航天员罹难最多的阶段。2003年，美国哥伦比亚号航天飞机就是在返回时失事的。
载人航天工程立项之初，在中国960万平方千米的疆域中，选择一块2000平方千米的平坦区域不难，但要找到一块既能够满足着陆条件，又符合飞船轨道要求的区域并不简单。从1993年2月至1996年10月，工程指挥部组织人员对河南、四川、内蒙古、辽宁、甘肃、新疆等所有理论上适宜飞船着陆的地方，经过６次大规模的实地勘察，动用直升机17架次，车辆行程23500千米，勘察面积达18万平方千米。根据图上作业和空中勘察的结果，初步拟定主着陆场选在河南开封至驻马店以东长约200千米、宽约100千米的范围内。
1993年2月初，王永志前往河南进行地面详细勘察。望着星罗棋布的村庄、茂密的树林和随处可见的柴草堆，王永志意识到一个问题，树木和建筑多，势必会影响飞船的降落，而村庄多意味着人口密度大，飞船降落前就要疏散群众，不仅存在安全隐患，而且扰民。
这不是王永志心目中理想的着陆场，他想另选新址。但原方案已经过中央批准，这个“马后炮”要不要放？王永志考虑再三，为了对国家负责，对载人航天工程负责，勘察结束后，他在总结会上正式提出建议，主着陆场要改址。
王永志的想法当即遭到了反对，有人提醒他说，着陆场的位置变化会带来一系列技术上的变化，轨道倾角、搜索救援回收的设施和设备配置、测控通信系统的布局都要改变。而且，原定着陆场尽管存在隐患，但飞船降落时撞到建筑物和树木的概率很小，稍加注意就可以避免。更重要的是，选址方案已经向中央报告过了，得到了中央的批准，如果这时提出更改，中央会怎么想？
这些话，丝毫没有动摇王永志的决心，他耐心地说：“我们干载人航天不是打几艘飞船就完了，降落一两次很可能不会出问题，但要是方案留有隐患，迟早会出事。如果因为选址不当，造成的后果是人命关天的，那时我们又怎么向中央交代？”说到这儿，王永志停了下来，逐个看了看在场的每个人之后，接着说：“实际上，如果从全局出发，把着陆场调整与飞行轨道优化设计联系到一起考虑，不仅可以解决着陆的安全问题，更主要的收获是飞船返回主着陆场的机会增大了，航天员的安全性更高了，花再大的代价都是值得的。”
回到北京后，王永志把主着陆场实地勘察的情况向有关领导做了汇报，总指挥丁衡高和副总指挥沈荣骏都支持他的意见，决定改变主着陆场地址。
1993年6月，王永志又率队出发了，一行14人直奔内蒙古大草原。他们先乘坐直升机对乌兰察布盟的四子王旗阿木古郎草原、伊克昭盟西部的草原和戈壁沙漠进行空中勘察，选定空旷平坦的地区后，再乘汽车进行地面勘察。
王永志的视野渐渐地聚焦在了四子王旗的阿木古郎草原。这片草原处在大青山北麓，南高北低，海拔1000~1200米，地势宽阔平坦，人烟稀少，由此向西将近1000千米也是同样地形的平原地区，为飞船弹道式返回提供了极为难得的安全走廊。
王永志对这里的一切都感到非常满意，更坚定了他更换着陆场的决心。考察结束后，他和丁衡高专程向中央汇报了主着陆场的更改方案，李鹏总理亲自听取了他们的汇报。
按照王永志提交的这个方案，飞船的飞行方案有了重大变化，每次任务结束之后，飞船按计划返回内蒙古四子王旗着陆场，并将原定52度的轨道倾角降低到42~44度，使主着陆场能够位于飞船下点轨迹的弧顶，增加了飞船正常返回的机会。如果四子王旗不具备气象条件，飞船返回舱还可以在返回主着陆场的途中在酒泉卫星发射中心南边的副着陆场着陆。另外，为了保证飞船在任何故障情况下应急着陆时，都能够迅速地找到返回舱并且保证航天员的生命安全，王永志还建议，在陕西榆林、河北邯郸、四川遂宁及国外有关国家和地区布设多个陆上应急救生区和海上应急溅落区。这样的设计，给飞船轨道设计、着陆场、测控站、测量船配置布局方案确定创造了条件。
除地面搜救之外，王永志还研究制定了一套海上搜救对策。因为飞船发射后，很快进入海洋上空，如果出现意外需要救生，我们面对的将是5200千米范围的茫茫太平洋，在汪洋大海中寻找一艘小小的飞船，如同大海捞针一般。可如果不能在24小时内把返回舱打捞回来，航天员就会有生命危险。为了实施海上救生，美国当初派了3艘航空母舰、21艘舰船和126架飞机，动用了2.6万人；苏联的规模小一些，但也布置了7艘舰船和110架飞机，动用了4500人。依照中国的国情，我们难以组织这么庞大的搜救力量。怎么办？王永志的对策是，利用飞船自身的能力，控制飞船就近飞向三个预先设定的海上应急搜救圈。这样，一旦飞船落入大海，定点等候的6艘船很快就能找到，减少了搜救力量，提高了时效。
李鹏总理听了王永志的汇报后，当即表示：“改得好，就这样定了，批准实施这一方案。”
世界上最精干的航天测控网
飞船点火发射升空后，将进行一系列调姿、变轨，才能进入预定轨道开展工作，这个过程中，会受到空间各种干扰，为了保证飞船及轨道舱的正常工作，并确保飞船返回舱的顺利返回，必须对飞船轨道进行实时跟踪和控制。测控通信系统是飞船和地面唯一的联系纽带，在轨运行控制、轨道维持等都需要这个系统来进行。因此，它也是载人航天工程中，参与规模最庞大的系统。
载人航天工程正式启动时，测控通信系统首先要解决的是测控体制问题。在这之前，我国原有的航天测控网是20世纪80年代建成的，主要是对中低轨卫星和少数地球同步卫星进行测控的超短波网系和支持高轨道地球同步卫星测控通信的C波段测控网系组成的“一网两系”体制。前者曾在我国历次卫星测控任务中发挥了重要的作用，但设备老化，面临退役；后者则不符合国际电信联合会关于航天测控业务使用频段的划分，无法实现与国际标准的兼容。更重要的是，针对载人航天任务的测控，存在着航天员与地面联系等一系列新的问题。显然，无论是超短波还是C波段测控网都无法满足载人航天的需要，必须布设一张全新的测控网。
王永志对载人航天工程副总设计师陈炳忠说：“我们过去的航天测控网一用就是几十年，应该采用新的技术手段，才能适应发展的需要。另外，我国的测控站、测量船不会太多，必须考虑国际联网的可能性。”
陈炳忠是一位资深的航天测控专家，在制定载人航天测控方案和实施飞行控制中都发挥了重要作用。他回答说：“测控波段的选择和测控网的布局十分关键，而根据我们的国情，必须走低投入、高产出的路子，我认为，规划、设计新一代S波段（注：S波段是指频率范围在1.55~3.4GHz的电磁波频段。主要应用在中继卫星、卫星通信、雷达上面，现在广泛使用的蓝牙、无线路由、无线鼠标等也使用这个范围的波段。）统一测控通信系统是最好的选择。”
1989年，我国航天测控系统的总体设计单位——北京跟踪与通信技术研究所首次提出了建立S波段统一测控通信网的设想。这个研究所集中了我国航天测控领域的大部分专家，陈炳忠就曾在这个所当过所长，是S波段统一测控通信网积极的倡导者之一。想法一提出，激烈的争论就开始了。在之后整整三年的概念性论证中，争论越来越激烈，到1992年我国载人飞船计划被正式确定下来时，争论也达到了高潮。
在最后一次论证会上，专家们一致排除了使用C波段雷达的想法，但大多数老专家和测控一线的技术权威都赞同使用超短波测控网的方式，他们的理由非常充分：经过历次航天任务的实践，我国已完全掌握超短波技术，且安全可靠，把握性大，很多设备经过维修、改造后，还可以充分利用。
“那就按这个方案上报吧！”就在会议主持人即将宣布散会时，有一位专家突然站了起来说：“等等，我不同意这个意见。”
这位专家是当时担任北京跟踪与通信技术研究所副所长的罗海银。罗海银是新一代S波段统一测控网的倡议者，他坚定地认为自己的想法是最适合载人航天的。在过去三年里，罗海银已经对S波段的设想做了大量的论证，还同许多专家交换过意见，只不过没能说服大家。这一次，如果再不能得到大家的支持，也许他的这个想法就再没有机会成为现实了。
“我可以说说我的想法吗？”罗海银恳切地问主持人。
主持人看了看表，时针已指向了开饭的时间。
“五分钟够吗？”主持人问罗海银。
“不够。”
“那十分钟呢？”
“也不够！”
“那你需要多长时间？”
“至少半个小时！”
听到罗海银的回答，主持人面露难色，他看了看在座的专家们。
尽管很多人的肚子已经开始咕咕叫了，但出于对工程负责的态度，专家们都点头表示同意。
“谢谢，我以最快的速度说完。”罗海银没有反驳任何人的观点，只是指出了S波段的好处。他把国外S波段中存在的问题和我们设想中的S波段的特点进行解读和对比，一口气归纳出了S波段的五大优点：
一是功能全。具有精密跟踪、测距、测速、对飞行器遥控、遥测、双向话音及下行图像传输的功能。二是体制新。把测控和天地通信综合为一体，一体两用，化繁为简，省了设备，又消除了测控与通信之间的矛盾。三是一网多用。S波段不仅可以满足载人航天的要求，同时也可完成对近地卫星以及同步卫星的测控，并且采用新的设计标准，为将来与国际联网创造先决条件。四是规模大。我国S波段测控网建成后，将有陆基测控站、海上测量船以及车载测控站和三大中心共同组成的遍布全国和可航行于三大洋的庞大的S波段测控网。五是经济效益高。在设备的设计上采用多功能、多用途，如共用天线、共用通信信道等。仅此一项就可以节省上亿元的经费……
当罗海银将这些理由一一摆到专家们面前时，从他们的表情中，他看出大部分专家接受了他的想法。这时，罗海银忽然感觉自己饿了，正当他准备结束发言去餐厅用餐时，他意料之外的事情发生了。一位专家站起身来，拍着桌子说：“老罗，你光说不行，怎么实施，能不能实施，得把具体方案拿出来！”
罗海银听了顿时火冒三丈，这不是强人所难吗？按照科学的程序，应当是航天员、火箭、飞船等系统的技术状态和指标都明确后，才可以向测控系统提要求，真正进入具体实施的过程。可载人航天的七大系统的论证是同时展开的，火箭和飞船刚刚开始研制，航天员还没有选拔，根本无法拿到这几个系统的具体技术状态和指标要求，测控自然无法具体。
“没有具体方案，我不同意采用S波段的建议。”这位专家气呼呼地甩下这句话，转身离席而去。
主持人尴尬地看着这个局面，他知道，会议进行到这里，显然无法继续下去了。但罗海银发言过后，与会的专家们形成了两种意见，会议陷入了僵持。
“老罗，先坐下。”主持人摆了摆手，示意罗海银坐下，“我看今天的会议，我们不急于做结论。两种方案都有优势。至于选择哪一种，还是等老罗拿出具体方案以后再说吧。老罗，你看这样行不行？”
罗海银没有吭声，只是点了点头。
“那好吧，等老罗的方案出来后，我们继续研究。”主持人打了个圆场后，宣布休会。
刚刚还胸有成竹的罗海银这时才感到了压力重重，原本以为只要概念清楚，就可以让大家接受他的观点。可如今必须让方案具体化，不具体就无法说服人。
这一“具体”就是整整5个月。
罗海银从其他系统收集到了足够的数据、参数，基本掌握了飞船、火箭的具体技术状态和指标要求。
评审的时间到了，论证组的专家们再次聚集在那间“不欢而散”的会议室里。会议还没开始，一幅浓缩了S波段航天测控网的示意图就清晰地展现在了专家们面前。当得知这张占满会议室整整一面墙的图纸是罗海银他们用了三天时间才拼接完成时，专家们都被深深地感动了。精妙的设计、完美的规划，让评审组的专家们纷纷对S波段的方案表示赞同，就连上次强烈反对的那位专家也投了赞成票。
测控通信系统的方案进入设计阶段后，罗海银被任命为测控通信系统的总设计师。他首先要做的，就是在测控站船数量最少的情况下，找出一套最佳的布站方案。
受命担此重任的是北京跟踪与通信技术研究所的青年专家于志坚。于志坚毕业于解放军测绘学院人造地球卫星大地测量专业，刚刚30岁出头，却有着敏锐的洞察力和缜密的思维能力，因为出色的科研设计能力和工作管理经验，被任命为测控系统的副总设计师。
于志坚结合以往的卫星测控任务，摸索出了载人航天对测控通信系统的高实时、高可靠、高覆盖的“三高”要求特点。可我国国力有限，最少用多少个测控站、多少艘测量船，如何布设才能满足这样高的要求？
于志坚把目光投向了国外。
美国在执行“水星号”任务时，在全球布设了16个测控站，到了“双子星座”计划时，已增加到22个。而当“阿波罗”计划进行时，采用S波段技术在全球布设的测控站也有近20个。俄罗斯从“东方号”到“联盟号”飞船，再到“礼炮号”“和平号”空间站，经过30多年的建设，拥有了一个庞大的功能齐全的测控网。仅仅是针对载人航天运行段的测控，就布设了15个主要测控站，经度覆盖范围将近180度，除此之外，还有11艘航天测量船参与。
美国和俄罗斯这样庞大的布站规模和全球布站方式，让于志坚放弃了学习和借鉴的想法，因为对于当时的中国来说，无论从技术还是从经济能力上都是无法达到的。但是，于志坚是个极具前瞻眼光的人，他懂得权衡利弊，懂得保证重点，懂得各种要求的综合满足。
由于其他系统对测控通信系统的要求没有完全明确，于志坚只能利用所掌握的国外载人航天情况对比分析我国载人航天工程对测控通信的要求。综合分析国外的情况，于志坚发现，飞船上升段和返回段是容易发生故障的关键段，当初对概念进行研究时，对飞船上升段和返回段测控通信覆盖率要求的论证是非常正确的，上升段必须保证100%的覆盖率，返回段则必须保证对几个关键点较高的测控覆盖率。
入轨段的测控任务由哪几个站承担会取得最佳效果？变轨段怎样才能保证足够的测控时间以备确定轨道情况和必要时实施决策控制？返回段如何才能确保返回指令的成功注入？……带着这些大大小小的问题，于志坚和同事们又开始了不计其数的反复计算和比较工作。最终选择了综合效果最佳的4船9站，即4艘远洋测量船、6个陆地测控站和3个活动测控站的布站方式，构成我国规模庞大、布局合理的新一代综合性航天测控通信系统。除了具备常规的跟踪、通信与控制功能，还具有天地话音、电视图像和高速数据传输能力，既覆盖飞船的运行范围，还可支持所有中低轨道卫星测控，以及部分同步卫星的测控任务。
这一方案还得到了总设计师王永志、副总设计师陈炳忠的赞同，以及工程副总指挥、测控通信专家沈荣骏的坚定支持。
罗海银关于S波段统一测控网的构想和于志坚的布站方式已经被大家认可和接受。下一步要解决的问题就是，如何让这个网真正实现“三高”的要求。
于志坚和孙宝升、翟政安等年轻的技术骨干不约而同地想到了采用透明传输的工作模式。
透明传输工作模式是相对于我国过去多年沿用的测控中心与测控站共同负责航天器测量数据处理与控制决策的模式来说的。这种工作模式是国际上较为先进的一种技术，在这种工作模式下，飞行控制中心可以直接对航天器进行监控，测控站只起沟通天地信道的作用。
作为一项先进的航天测控技术，透明传输工作模式已成为世界航天测控网建设的必然选择，远程监视和控制的优势在其中得到了充分显现。要建设我国的S波段新型航天测控网，如果依然沿用过去的测控方式，那就会使整个航天测控网的效率大打折扣，而采用透明传输工作模式，无疑会使S波段测控网如虎添翼。一旦采用透明传输工作模式，将会大大加强飞行控制中心实时掌握飞船和航天员状况的能力，加快故障判断、指挥决策和指令发送的速度，而且，可以适应多星测控任务的要求，一网多用，一举多得。
但是，如果采用透明传输的工作模式，将数据集中到指挥中心来，由中心直接操作，测控站所扮演的角色就仅仅是数据信息传输的高速公路上的一个“通道”而已，曾经在卫星任务中发挥了巨大作用的测控站就显得无足轻重。而且，透明传输工作模式的选用还意味着测控站的规模和人员数量的减少，很多老专家、老同志从感情上难以接受这一事实。再者，以往的测控方式已经过30年的检验，可靠性毋庸置疑，新的方式从没有使用过，可靠性究竟怎样，也在大家心头打上了一个大大的问号。
面对重重压力和各种质疑，于志坚一点儿也不着急，总是笑呵呵地利用各种机会去消除这些人的疑虑。在多年的总体工作锻炼中，他早已积累了丰富的与人打交道的经验，他表达能力极强，缜密的思维和条理清晰的语言，使他的解说极具感染力。
于志坚向大家反复说的主要是两点意思：一是载人航天任务要求具备高速的数据传输速率，减少中间环节本身就意味着速度的提高。另一点更为重要，任何一项大型工程，都需要各系统专家集体参与，将所有数据汇集到一个中心，有利于专家们共同决策。
而且，测控设备的稳定性和可靠性比起我国航天事业起步时，早已有了天壤之别，自动化检测水平提高，遇到故障可以快速自动切换到没有问题的器件上，往往一个人就能保证它的正常运行。从国外测控通信技术的发展情况来看，透明传输工作模式以及减少测控站的人员和规模都是公认的发展趋势，国外甚至已经出现很多无人值守的测控站……
在于志坚的侃侃而谈中，大家从国外测控技术发展的事实中，逐渐接受了他的观点。为了更有说服力，于志坚还特意带专家们到国际海事卫星北京测控站去实地参观，用海事站透明传输工作模式的成功经验现身说法。终于使透明传输工作模式被成功运用在新型的S波段统一测控通信系统中。
测控网的问题解决了，指挥控制中心怎么建、建在哪儿成了当务之急。一种意见是改建原有的西安卫星测控中心，另一种意见是扩建北京指挥所，第三种意见是另起炉灶，在北京建设一个全新的航天指挥控制中心。
在评审会上，前两种意见基本是维持原有的格局，专家们争议不大，但第三种意见却遭到了大多数人的反对。前两种意见主张指挥在北京、测控在西安，而后者主张将指挥和测控合二为一，建立统一的指挥控制中心。争论的焦点除了各种技术原因，还集中在经费和时间上。专家们认为建一个现代化的指挥控制中心绝非一朝一夕的事情，所以在评审意见上写下这样一句话：“不宜搞大的基本建设。”
这时距离向评审组做最后的汇报与答辩，只剩下了3天时间。3天后，将正式确定指控中心的建设方案。
3天，72个小时，除去吃饭、睡觉，有效工作时间，只有20多个小时，这让罗海银感到了时间的紧迫。因为提出第三种意见的，正是罗海银所在的北京跟踪与通信技术研究所。罗海银坚定地认为，无论改建还是扩建都是权宜之计，随着航天事业的发展，原来的基础设施已显得落后，迟早都要建设新的中心，如果趁着工程上马一并完成，就可以在技术上不走弯路、经济上不花冤枉钱。
“好好思考一下，和大家好好谈谈，一定要让他们接受我们的想法。”罗海银把说服专家的任务交给了所里的专家夏南银。
3天后，夏南银的“总结”报告出炉了，9页纸上列出了6条理由。罗海银接过一看，频频点头：“有了这个总结，相信大家会同意的。”
这份报告第一条说的是经费。夏南银算了一笔账，乍一看建一个新的指控中心耗资巨大，但和改建所用的经费相比较，其实并没有太大的差距。其次，夏南银专门来谈故障和教训。过去只要任务成功，那些细小的、局部的、没有造成大的影响和失败的故障都被善意地忽略掉了，这次却被夏南银一个个地列举出来。这些故障都是同指挥和测控分开有着直接的关系。为了说服大家，夏南银还专门举了美、苏两国的例子。美、苏两国在航天事业创建初期，都在原有的基础上改建指控中心，但随着任务的拓展，美国从“双子星座”开始，新建了休斯敦航天控制中心；苏联从“联盟号”开始，建成了位于莫斯科附近的飞行控制中心。这两个中心都选择靠近决策层和技术支持单位的地方。
最后的答辩开始了，夏南银逐条地把6条理由说完之后，接着说：“北京是中央的所在地，中央对载人航天那么重视，坐镇指挥时，我们能让中央首长往外地跑吗？工程的指挥和决策者都在北京，空间设施的研制、使用单位都在北京，航天医学研究和保障中心也在北京，都让他们往外地跑吗？”
答辩结束时，夏南银的结论清晰明了，指挥中心和测控中心必须走向统一，必须重新建设，选址必须在北京！
“那西安的测控中心怎么办，难道撤销吗？”有专家情绪激动地反问夏南银。
此话一出，立即引起了现场许多人的共鸣。的确，西安卫星测控中心作为当时国家唯一的航天测控中心，是测控事业的技术基地、人才基地和水平标杆，西安测控中心的建设历程几乎就是中国航天测控事业的一部发展史。从最初连卫星都没有见过、轨道计算都不懂，到熟练掌握通信卫星、气象卫星、一箭多星等多种航天器的测控技术，轨道计算的精度从没概念到有概念，从几千米到一个米级的星级，几十年来，中国的航天测控专家几乎都是在西安中心摸爬滚打过来的。工程启动之前，从专家们个人之间的讨论到有组织的论证，西安卫星测控中心都做了大量的前瞻性论证和技术储备工作，几乎每一个技术人员都信心百倍地期待着通过载人航天的实施再创辉煌，达到自己人生和事业的高峰。而且，他们坚信就像历次重大任务一样，会让他们担当重任。谁也没想到，夏南银对改址的想法如此坚决，这让他们从感情上难以接受。
面对近乎诘责的质问，夏南银并没有丝毫慌张，依然用他惯常的不慌不忙的语速说道：“西安中心不用撤，可以作为备份中心，与北京一起开展载人航天飞行控制技术的研究和开发，这样可以实现双保险。”
按照这个方案，一旦北京航天指挥控制中心的建设达不到载人航天的总体要求，或者在执行任务中出现故障，将由西安卫星测控中心取而代之。
夏南银的答辩合情合理、无懈可击，而且是十分必要的，最终获得了工程领导和大多数专家的认可。
1996年3月，中国测控网的核心——北京航天指挥控制中心宣告成立。正式挂牌的那天，工作人员发现，每个办公室的墙上都挂上了一张北京航天城的规划图，意图不言而喻：未来的航天城将是世界一流的，每个人的工作水平必须与之相匹配。
中心还公开提出了一个口号：决不能把机会留给西安测控中心。一场大会战一般的技术攻关由此拉开帷幕。针对每项工作、每个课题，每个人都有了一份自己的倒计时时间表。
一年过去了，北京航天飞行控制中心的大楼还未建成，各种设备也没有到位，一个又一个分系统却接连建成，一项又一项阶段性成果也相继发布了。他们成功研制出具有7000多个模块和100多万行源程序的飞行控制软件系统；制定出《测控通信系统初步实施方案》《飞船试验组织关系》等一百多套不同岗位的操作方案。
但没有经过实践检验，方案永远都是纸上谈兵。中心领导和专家们心里都清楚，国家不可能为验证这些方案专门去发射一个航天器。为此，他们想到了利用应用飞船模拟仿真系统进行训练。用一套由各种数字和数学公式组成的系统、一台仿制的飞船代替真实的任务，检验9个测控站、4艘测控船的配合，检验从飞船发射到航天员返回的全部过程。
演练进行了整整7个月，暴露出来的1300多个问题被成功解决，到第一艘飞船发射前夕，北京中心几百个岗位上的科技人员都达到了闭着眼睛也能操作、几百上千条口令倒背如流、注入准确无误的程度。
西安卫星测控中心角色的转变是从对“备份”的理解开始的。最初，大家都认为备份意味着失去了往日的核心地位，不再是指挥者，将来也必将少了许多的荣誉和荣耀。但随着研制的推进，大家逐渐意识到，备份并不意味着责任的减轻、工作量的减少，更不是衡量贡献大小的标志。
备份，是一个独立的系统，应该有独立的软件、独立的计算方法，简单地复制就失去了双保险的意义。但有一个事实又不得不接受，备份就必须和北京中心同步，轨道、落点、控制量……整个任务的过程，每一步都得步步紧跟，积极主动地去配合。
从1993年开始，西安卫星测控中心着手对所属的陆上测控站进行建设性改造，完成了测控设备的更新换代，建成了统一的S波段测控网。在1994年到1999年的5年间，中心研制开发出了整个执行载人航天任务的软件系统，从而使测控模式实现了从传统的分级操作、测站遥控向透明转换、中心遥控的转变及指挥模式从人工指挥向自动化指挥的转变，大大拓展了测控网的能力。
世界上第一枚远程运载火箭发射的时候，一部雷达就能完成对它的全程跟踪和测量。随着航天技术的发展，远程运载火箭和人造卫星相继问世，它们的飞行全程达几万千米。地球上任何一个国家都无法在本土对这些航天器进行全程跟踪测控。
1962年，美国建造了世界上第一艘航天测量船“阿诺德将军号”；1963年，苏联建造了“德斯纳号”。之后，美、苏两国又相继建造了多艘航天测量船，在火箭发射、卫星测控及后来的登月计划中发挥了重要的作用。
对我国的航天事业来说，发射运载火箭和飞船时，火箭、飞船都将远远飞出国界，设在国内的测控站已无法满足需要，固定在陆地的测量设备也无法完成天涯追踪的使命。最理想的测控场所，必然是在占地球总面积71%的辽阔海洋上。于是，在浩瀚的大海上，便出现了一支拥有“神眼”的海上劲旅——中国航天远洋测量船队。
为了发展中国自己的火箭、卫星技术，克服地平线对测控设备的遮挡，周恩来总理在1965年提出了“建造中国自己的航天远洋测量船”的构想。1977年8月，我国自行设计建造的第一艘远洋测量船建成下水。一年后，又有了第二艘。这两艘万吨航天测量巨轮，以毛泽东主席手书的、叶剑英元帅七律诗《远望》命名，被称为“远望一号”和“远望二号”。这两艘“远望”号的亮相，使得中国成为当时世界上第4个拥有远洋测量船的国家。
载人航天工程立项时，我国只有这两艘“远望”号船。根据任务的需求，还需增加两艘测量船，即后来的远望三号和远望四号船。
1994年，远望三号船在上海江南造船厂建成下水，这是我国自行设计建造的第二代远洋航天测量船，汇集了20世纪90年代船舶、机械、电子、气象、通信、计算机等方面的高新尖端技术，各项技术指标都达到了世界先进水平。1998年7月，远望四号入列远望号船队，远望四号是由远洋科学考察船向阳红十号改装而成的，也是我国自行设计建造的综合性航天远洋测量船。
四艘“远望”号船构成了一个可移动的海上测控站，从此，“远望”号成为这支远洋测量船队的共同名称。
“远望”号航天测量船集中了我国当代远洋航天测控技术的精华，全船装备分为航海、气象、测控、通信、机电5个系统，船上汇聚了上千台（套）我国当时在机械、电子、光学、计算机等方面先进的精密仪器设备。特别是，我国自行研制的大型电子计算机系统，能迅速对测控数据进行运算处理，并把各种信息发回陆地指挥所。而且，船上的测控系统，具有同频段国际联网、遥测、遥控、测距、测速等功能，可以独立完成对火箭和卫星的测控，从而使中国航天海上测控具有了在太平洋、大西洋、印度洋同时布阵的能力，海上整体综合测控水平得到了进一步提高，因此，“远望”号测量船队也被称为是一座“海上科学城”。
1980年5月，“远望”号船第一次从美丽的长江之滨扬帆远航，在远离本土8000多千米的大洋上出色地完成了远程运载火箭的海上测控任务。
1990年4月，中国首次承揽发射外国卫星亚洲一号。卫星入轨后8分钟，远在太平洋海域的远望一号、远望二号迅速、准确地提供了卫星轨道和各种参数。这次预报把地球同步通信卫星的测量精度提高了一个数量级。美国休斯公司称，这是他们经营卫星业务以来入轨精度最高的一次。
1997年，“远望”号船队在连续执行东方红三号通信卫星、风云二号气象卫星的海上测控任务时，连续7天对卫星进行跟踪和控制，准确无误地发出了80多条遥控指令，成功地调整了卫星的转速和姿态，实现了由海上测量到海上测控的跨越。
载人航天和卫星的测控任务不同，首先是海域广了，4艘测量船将第一次分布到太平洋、印度洋和大西洋上去同时执行任务。好几处海域，“远望”号还没有去过，甚至连航线都没有。怎么去、海况如何、气象条件怎么样，这些都是问题。
更重要的是，测量设备和测量精度之间的矛盾。按照载人航天的要求，“远望”号不仅要承担飞船发射的上升段、运行段和返回段的测控通信，而且还要担负飞船上升段海上应急救生任务。必须确保测量的高精度，像飞船的变轨、返回指令的注入等都是由“远望”号来完成的，差之毫厘将谬以千里。这就要求“远望”号在地球转动、海水流动、船体摆动、天线晃动等诸多不利因素的影响下，不仅要及时捕捉高速运动的飞船，而且还要对火箭、飞船进行复杂的控制，而时间每次只有短短的几百秒钟。
根据以往出海的经验，如果在风力超过7级，浪高大于3米，船横摇大于±6°、纵摇大于±2°时，测量设备就很难保证较高的精度，甚至无法工作。特别对远望二号和远望三号船来说，它们的预定船位在“咆哮40度”暴风带，在洋流、涌向都不清楚的情况下，根本无法确定合理的航向来保证船上设备的正常运行。
这一切都给海上测控带来了严峻的挑战。
而开辟一条新的航海线路的复杂程度更是常人难以想象的。载人航天任务要求4艘“远望”号船同时到太平洋、大西洋和印度洋去执行任务，海域和航线都是陌生的，航程长、时差大、气象复杂、海况恶劣。尤其是“远望”号经过的南中国海、宫古海峡、新加坡海峡、马六甲海峡和好望角都是十分复杂和危险的航区，平时风力有7~8米，浪高5~6米，是“远望”号航海史上前所未有的。
但“远望人”却对这次充满挑战的历史性航海满心向往。没有现成的资料，他们想出了一条捷径。从1994年年初开始，海上测量基地就专门派出技术人员到其他远洋货轮上进行远洋实习，这样就可以先他们的船到达相关海域，全面收集、分析和研究有关三大洋的气象水文资料，对所有能到达的任务海域的历史气象水文资料，尤其是对热带和温热带气旋、海浪、海冰等灾害性天气进行深入研究。回来后，他们根据中高海域气象的特点，制定出了“远望”号的航线，再利用执行其他卫星测控任务的时候，对新航线进行试航，并对任务海域进行实地调查，直到摸清全部情况。然后，他们根据取得的一系列数据，对船上的气象系统进行了彻底改造，使之与国际气象预报体制相适应，实现了同国家气象中心的联网，共享气象资源，具备海上联合会议的能力。
经过陆地和海洋的相互补充，1999年集遥测遥控、测距测速和话音图像传输等功能于一体的S频段统一测控系统基本布设完毕，青岛测控站和两个国外测控站相继建成，形成了由北京、西安、东风三个中心和遍布国内外的测控站、船组成的载人航天测控网，不论是测控覆盖率还是测控精度都实现了大幅跃升。
