中國電科助力載人航天工程30年——連通天地,織牢通信測控網(wǎng)
光明日報記者 崔興毅 光明日報通訊員 王雪姣
從無人飛行到載人飛行,從一人一天到多人多天,從艙內實驗到出艙活動,從交會對接到空間站建造……自1992年中國載人航天工程立項實施以來,中國航天的高度不斷被刷新,距離夢想的目標不斷接近。
而中國電科,始終是“探索太空的先行者”。
作為中國載人航天工程副總指揮單位、空間實驗室飛行任務總指揮部副總指揮長單位,在歷次航天發(fā)射中,中國電科提供了航天測控、天基載荷、基礎元器件等全面的航天信息系統(tǒng)技術支持,并從不同維度編織了一條覆蓋海陸空三地的通信測控網(wǎng),對飛行器實現(xiàn)100%的測控通信覆蓋率,為其順利發(fā)射、正常運轉以及安全回收提供堅實保證。
刷新測控通信系統(tǒng)技術高峰
“大家好,我是王亞平,本次授課由我主講……”
聲音從遠離地面300多公里的天宮一號傳回地面課堂,屏幕前的學生凝神屏息,目不轉睛地收看由航天員乘組進行的現(xiàn)場直播。
從飛行器飛天到“天宮課堂”的順暢開展,背后離不開測控與通信系統(tǒng)搭建的天地通話。
“測控與通信系統(tǒng)可實現(xiàn)對空間站的軌道測量、遙測遙控和數(shù)據(jù)傳輸,其他分系統(tǒng)的工作情況也都需要靠它來測量、判斷?!弊鳛槲覈鴾y控通信系統(tǒng)的主體研制單位,近年來,中國電科承研了我國90%以上的地基/船載/車載測控、雷達、衛(wèi)星通信等裝備,從陸上測控站、海上測量船、中繼衛(wèi)星系統(tǒng)等多個維度,編織了一張覆蓋海陸空的通信測控網(wǎng),為空間站各系統(tǒng)的發(fā)射、入軌、交會對接、長期運行、返回著陸等提供測控通信保障。
從落后追趕到國際先進,從有人看護到無人值守,從單一測控到陸?;采w,中國電科不斷刷新著測控通信系統(tǒng)的技術高峰,為飛行器打造了“耳聰目明”的通信測控網(wǎng)。首次實現(xiàn)中國載人航天USB(S波段統(tǒng)一測控系統(tǒng))技術體制,確立了載人航天統(tǒng)一載波測控體制和標準;研制的“天鏈”系列中繼衛(wèi)星地面終端站設備,達到國際先進水平;建成國內多種航天測量雷達的“第一部”,成為航天飛行器的“游標卡尺”……
從陸地到海洋,再到太空,中國電科構建了我國航天測控的“天羅地網(wǎng)”,圓滿完成了“神舟”“天宮”“天和”“問天”等各型飛船及空間站的全部飛行任務。
茫茫太空中的“燈塔”
“10、9、8……1,發(fā)射!”“太陽帆板展開正常!”“交會對接圓滿成功!”……這些在載人航天任務中最激動人心的話語指令,也是對中國電科關鍵產(chǎn)品的充分肯定。
承研載人航天工程全部的T0控制臺及90%以上時統(tǒng)設備、交付各型激光交會對接雷達20余套、提供所有型號太陽電池陣……中國電科用技術可靠、性能先進的關鍵產(chǎn)品,書寫著載人航天工程“每戰(zhàn)每捷”的優(yōu)異成績單。
300萬年誤差不大于1秒,為火箭發(fā)射配置“發(fā)令槍”和“秒表”。在每次航天任務的倒數(shù)聲中,會觸發(fā)一個起飛的T0時間,各系統(tǒng)根據(jù)火箭的這一時間進行統(tǒng)一協(xié)同。中國電科研制了國內唯一一套T0控制臺和時統(tǒng)設備,確保載人航天發(fā)射時間精準同步。
對接需要“瞄準”。
國內首個空間站激光交會對接雷達,為交會對接裝上“瞄準鏡”。從無人到有人、從自動到手控、從軸向到徑向對接,中國電科研發(fā)的激光交會對接雷達每次都以優(yōu)異的性能完成創(chuàng)新突破,先后完成載人飛船、貨運飛船及空間站交會對接任務。
它們像茫茫太空中的“燈塔”,在任務接近段和靠攏段,指引獲取對接目標的位置、速度等信息,突破了動態(tài)范圍分解高精度測距、多目標識別切換等多項關鍵技術,技術指標為國內首創(chuàng)、國際領先。
除了“保障”還有“蓄能”
“我已出艙,感覺良好!”
在大量生命體征傳感器和生理背心的監(jiān)測下,航天員出艙任務順利執(zhí)行。
中國電科打造了性能先進的“神經(jīng)”網(wǎng)絡,為航天員及航天器各系統(tǒng)提供傳感器、微波組件、濾波器、混合集成電路等核心元器件,智能監(jiān)測飛行狀態(tài)。
近年來,中國電科加大攻關力度,突破了器件小型化、抗輻照、高效率、高可靠等技術難點,實現(xiàn)了關鍵器件(模塊)的自主創(chuàng)新,累計為載人航天飛行任務提供關鍵核心器件近百萬只。
為空間站各系統(tǒng)研發(fā)了50多型600多臺(套)高性能宇航級微特電機及組件產(chǎn)品,其關鍵技術填補國內空白;為歷型運載火箭配備的助推伺服控制器等產(chǎn)品,具備小型化、高可靠等特點,助力火箭穩(wěn)定飛行;配備的系列機載/車載/便攜式定向儀,構建起低中高空域搭配的立體化搜索定向網(wǎng)絡,為航天員安全健康返回提供生命保障。
除了“保障”,還有“蓄能”——
超能太陽電池陣,長久續(xù)航不斷電。太空生活、科研,處處需要電能供給。中國電科為空間站“發(fā)電站”添大號“充電寶”。
首創(chuàng)三代太陽電池陣,為航天飛行器插上“能量之翼”。升空后,航天飛行器張開的“兩翼”,就像是蓄電充足的馬達,持續(xù)為航天器飛行提供能量。為給航天器提供能量之源,中國電科相繼研發(fā)了剛性、半剛性、柔性等三代太陽電池陣產(chǎn)品,每型產(chǎn)品在軌表現(xiàn)優(yōu)異、性能良好,處于國內首創(chuàng)、國際領先水平。其中,為空間站研發(fā)的國內首套柔性太陽電池陣,是國內面積最大的太陽電池陣。
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