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“天舟”安全抵达有保障

2022年05月14日08:25 | 来源:光明日报
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原标题:“天舟”安全抵达有保障

5月10日凌晨,太空“快递员”天舟四号货运飞船,在专属“物流车”长征七号遥五运载火箭的搭载下,顺利升空,踏上空间站的货物运送旅途。

中国电科用自主程度更高、性能更稳定的技术手段,为天舟四号提供了诸多核心关键器件,确保“快递”安然无恙地到达。

三重安全防护举措

守护“物流车”安全

运载火箭作为搭载天舟四号的“物流车”,其安全可靠尤为重要,直接关系到整个航天发射过程的成败。为让火箭能够被实时“看到”,我国打造出了一套完整的测控系统,能够对火箭发射进行全程测控。

其中,有中国电科为火箭打造的三重安全防护举措,确保天舟四号安稳地踏上太空之旅。

火箭上的安全防护设备——脉冲相参应答机。在天舟四号发射任务中,中国电科为运载火箭研制了脉冲相参应答机,作为火箭飞行主动段重要的外弹道测量设备,它可以与地面雷达协同完成运载火箭全程实时航迹测量,实时传送火箭的精确位置、速度信息,为研判正常飞行提供决策支撑。

火箭上升段的安全监测利器——精密测量雷达。除了依靠光学跟踪、火箭上设备对火箭监测以外,中国电科还专门配备了精密测量雷达,负责火箭上升段及整个发射过程的外弹道监测任务。在天舟四号任务中,中国电科研制配备了国内首部大口径雷达遥测一体化系统,可实现对火箭精密跟踪,同时承担火箭遥测信号下行接收与解调工作。该雷达突破了多项关键技术,技术水平国内领先。

火箭发射的必备设备——地面安全遥控系统(以下简称“安控系统”)。火箭在发射阶段具有一定的风险,这直接关系到整个航天发射过程的成败。中国电科研制的安控系统是火箭发射的必要条件,用于发射任务的主动段,通过对火箭发射过程中的数据进行实时动态监控来分析判断火箭状态。一旦飞行出现异常,这些安控设备将通过发送特殊指令启动自毁装置,最大程度避免火箭坠地造成的危害。

测控“天罗地网”

畅通物流配送通道

在运送物资过程中,为了实时捕捉、监控“快递员”的运送轨迹,中国电科在陆海空天、国内外各测控站点,布设了多型号统一测控系统、遥测系统、中继卫星等,共同织就了立体通信测控网,全方位、无死角地追踪捕捉“快递员”位置。

在运载火箭送飞行器入轨的过程中,多型号统一测控系统、遥测系统、系列测控通信设备,编织成高效可靠的“空-地信息高速公路网”,通过接收和发送指令,精确测量火箭和飞行器的速度、距离、飞行姿态和角度,为火箭发射和天舟四号成功入轨提供精确数据,控制飞行器按照预定轨迹飞行。在海上,中国电科研制了新一代船载测量雷达,依靠先进的姿态测量设备,可在测量船摇摆的情况下得到和地面一样的高测量精度,是弥补陆地测量时间不足,延长测量弧段的有效手段。

随着我国航天技术的发展,中国电科的测控技术也在不断提升,不仅具备数传解调、上行话音、遥控、遥测、测速距、星地间语音通信和图像传输等关键功能,还具备逃逸指令本地发送功能,为发射阶段的安全性提供了重要保障。

超稳太阳电池阵

为物资飞天插上“翅膀”

在天上,空间站组合体连续工作一天的耗电量可抵得上一个家庭约一年的用电量。为满足如此高的用电需求,中国电科为空间站的每一个航天器都打造了各具特色的巨能“翅膀”,它们组合起来宛如一座巨大的“能量加油站”,保证时刻不断电。

其中,为天舟系列货运飞船打造的国内独创半刚性太阳电池阵“翅膀”,具备高能量、大功率等优势,其一天的发电量就能满足普通家庭半个多月的用电量。

作为一款高电压、万瓦级的大功率太阳电池阵产品,半刚性太阳电池阵以“碳纤维框架+玻璃纤维网格结构”为基板,在继承天舟一号半刚性太阳电池阵技术基础上,天舟四号货运飞船使用的太阳电池阵产品进一步提高了三结砷化镓太阳电池效率,解决了低轨道高电压太阳电池阵防静电充/放电等问题,降低了太阳电池阵工作温度,让天舟四号这个“大体格”也能“一飞冲天”,顺利将各种物资运往太空。

三维立体展示

“货物交付”清晰可见

天舟四号到达空间站,即与空间站组合体完成交会对接,将货物交付于对接后向端口。

清晰展示对接过程,中国电科承担交会对接段地面控制及综合展示等工作。研发的三维综合立体显示系统使用三维可视化技术,展示实际任务的整体流程和实时场景,精准完成位置更新、姿态更新、大空间观察场景、特写场景精确转换等工作,方便地面指挥中心对在轨飞行及交会对接进行控制,为任务执行提供有效依据。

全程监视航天器对接状态,测控通信系统仍大显身手。具有双点频双目标跟踪能力的测控通信系统,能够同时跟踪不同频点的两个目标,是实现航天器对接的关键系统,能精准地控制飞行器进入预定轨道,也为监视对接后的航天器工作状态创造了有利条件。

在整个发射任务中,中国电科充分发挥技术优势,为天舟四号的安全发射保驾护航。在飞船内部,中国电科配备了十余种、百余只传感器,用于测量各系统内压力、温度、湿度、气体、位移等信号,对船舱内的环境稳定和在轨运行进行监测;在发射环境安全监测方面,中国电科负责提供空间电波环境态势、异常事件预报预警信息、高精度电波环境效应等数据,为航天测控、卫星通信和空间目标监视雷达等系统的可靠运行提供数据支撑。(本报记者 崔兴毅 本报通讯员 王雪姣)

(责编:乔业琼、杨迪)

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