多項(xiàng)技術(shù)為航天員照亮歸途|當(dāng)前頭條
- 光明網(wǎng)-《光明日?qǐng)?bào)》
- 2022-12-10 18:41:32
光明日?qǐng)?bào)記者 崔興毅
傘花在空中綻放,牽引神舟十四號(hào)返回艙緩緩下落。日前,神舟十四號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域成功著陸,執(zhí)行飛行任務(wù)的航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲順利出艙,身體狀態(tài)良好,神舟十四號(hào)載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。
此次神舟十四號(hào)乘組返回是中國(guó)空間站“T”字基本構(gòu)型建成后的首次返回任務(wù),也是載人飛船首次在冬季夜間返回東風(fēng)著陸場(chǎng)。相較此前任務(wù),低溫與暗夜是本次任務(wù)的兩大挑戰(zhàn)。面對(duì)考驗(yàn),我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新多項(xiàng)技術(shù)方法,為神舟十四號(hào)乘組順利回家保駕護(hù)航。
(資料圖片僅供參考)
層層牽引,織密通信測(cè)控網(wǎng)
從返回艙變速進(jìn)入返回軌道到推進(jìn)艙與返回艙分離,從返回艙進(jìn)入大氣層到安全著陸……返回的每一步,離不開(kāi)層層牽引,護(hù)航歸途。
作為中國(guó)載人航天工程副總指揮單位,中國(guó)電科在海陸空天布設(shè)密不透風(fēng)的航天測(cè)控通信網(wǎng),提供全鏈路穩(wěn)定跟蹤測(cè)量的雷達(dá)“智慧眼”,研發(fā)精準(zhǔn)定位確?!芭撀錂C(jī)臨”的系列定向“順風(fēng)耳”等電子信息系統(tǒng)和裝備,為飛船安全返航照亮歸途,確??焖倬珳?zhǔn)發(fā)現(xiàn)目標(biāo),圓滿完成返回搜救任務(wù)。
在返回艙變軌、與推進(jìn)艙分離、進(jìn)入大氣層、安全著陸等階段,都需要測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)遙測(cè)、外測(cè)來(lái)接收和發(fā)送指令,觀測(cè)分析飛行器位置、速度、姿態(tài)?!霸谥髦憟?chǎng),我們布設(shè)了衛(wèi)星通信固定站、車載站、便攜站等衛(wèi)通系統(tǒng),保障調(diào)度指令、數(shù)據(jù)傳輸和圖像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和清晰度?!敝袊?guó)電科網(wǎng)通院衛(wèi)星通信系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師李曉芳告訴記者,在新建和升級(jí)后的系統(tǒng)中,研制的大功率功放和高速調(diào)制解調(diào)器,大大提升衛(wèi)星通信傳輸能力,傳輸容量提升5至10倍。
據(jù)了解,最新研制的回收區(qū)北斗態(tài)勢(shì)系統(tǒng),利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位和短報(bào)文功能,構(gòu)建了指揮中心、前方指揮、搜索平臺(tái)三位一體的指揮體系,大幅提升返回艙搜索效率,縮短回收時(shí)間。
雷達(dá)跟測(cè),做精準(zhǔn)返航的“燈塔”
“酒泉雷達(dá)跟蹤正?!薄拔寄侠走_(dá)跟蹤正?!薄疤走_(dá)跟蹤正常”……沿著神舟十四號(hào)“回家路”,中國(guó)電科部署多型測(cè)控雷達(dá),通過(guò)精準(zhǔn)的坐標(biāo)測(cè)量和精細(xì)的成像處理,擔(dān)負(fù)返回區(qū)首點(diǎn)截獲、黑障區(qū)連續(xù)跟蹤等任務(wù)。
返回艙再入大氣層時(shí)會(huì)有“黑障效應(yīng)”,將隔絕返回器與地面測(cè)控站之間的通信聯(lián)絡(luò)。為此,中國(guó)電科自主研制的測(cè)量雷達(dá)創(chuàng)新采用智能化鞘套判別、復(fù)雜波形設(shè)計(jì)等目標(biāo)探測(cè)跟蹤技術(shù),持續(xù)開(kāi)展跟蹤測(cè)量,緊盯黑障區(qū)“隱身”的返回艙,防止其偏離預(yù)定著陸區(qū)域,像“燈塔”一樣確保返回艙精準(zhǔn)返航。
黑暗和極寒雙重挑戰(zhàn),對(duì)定向搜救設(shè)備提出了更高要求。
著陸回收階段,“發(fā)現(xiàn)243信號(hào)”“243信號(hào)跟蹤正?!钡汝P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息指令響徹北京飛控中心指控大廳,這是中國(guó)電科自主研發(fā)的定向儀系列產(chǎn)品,其構(gòu)建的近、中、遠(yuǎn)程搭配,海、陸、空協(xié)同的立體化搜索定向網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)揮作用。
中國(guó)電科22所載人航天任務(wù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人宋磊介紹,本次任務(wù)中,科研團(tuán)隊(duì)強(qiáng)化天空地一體化搜索引導(dǎo)體系建設(shè),最新研制的航天員通話電臺(tái),在著陸場(chǎng)與測(cè)控系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接,首次將艙內(nèi)航天員呼叫話音“延伸”至北京飛控中心。
“我們還研制了直升機(jī)前艙搜索引導(dǎo)系統(tǒng),不僅能針對(duì)著陸場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的多源搜救信息進(jìn)行深度融合、智能決策,還能與北京指控大廳落點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)同步,幫助搜索直升機(jī)在上千公里之外就能提前預(yù)知返回艙的運(yùn)行軌跡,為搜索任務(wù)爭(zhēng)取了寶貴‘提前量’。”宋磊說(shuō)。
全面護(hù)航,保障航天員的工作生活
除了照亮歸途,近半年來(lái),中國(guó)電科也持續(xù)運(yùn)用電子信息技術(shù)全面保障航天員的工作生活。
今年6月5日,陳冬、劉洋、蔡旭哲3名中國(guó)航天員搭乘神舟十四號(hào)載人飛船成功飛向中國(guó)空間站天和核心艙。在神舟十四號(hào)載人飛船與空間站組合體交會(huì)對(duì)接過(guò)程中,中國(guó)電科研制的激光雷達(dá)多方位、大范圍接收光信號(hào),實(shí)時(shí)提供飛船與空間站的相對(duì)位置信息。交會(huì)對(duì)接的精準(zhǔn)“慧眼”,則有賴于中國(guó)電科突破了大動(dòng)態(tài)、高精度、多參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量等難題,實(shí)現(xiàn)了新掃描體制、多目標(biāo)切換和多目標(biāo)識(shí)別等功能。
航天員與地面如何實(shí)時(shí)通話?“我們專門研制了天地衛(wèi)星通信系統(tǒng),在天地之間打造了一條高效、穩(wěn)定的通信傳輸‘天路’?!崩顣苑冀榻B,在“太空授課”過(guò)程中,空間站、天鏈中繼衛(wèi)星和地面站的通信系統(tǒng)共同參與,織就了立體通信測(cè)控網(wǎng),隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從引進(jìn)設(shè)備集成到全部自主創(chuàng)新,信息傳輸速率提升40倍,由之前的2小時(shí)縮短至3分鐘。
在實(shí)施出艙活動(dòng)期間,機(jī)械臂分系統(tǒng)全程配合航天員開(kāi)展出艙活動(dòng),中國(guó)電科為機(jī)械臂配套了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件及高精度位置傳感器、末端執(zhí)行器等關(guān)鍵設(shè)備,助力航天員靈活操縱。
據(jù)中國(guó)電科15所相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉蕾介紹:“我們還配備了三維綜合立體顯示系統(tǒng),采用三維孿生技術(shù),以真實(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景中航天器運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)空間站任務(wù)真實(shí)運(yùn)行場(chǎng)景與數(shù)字平臺(tái)同步虛實(shí)數(shù)字孿生,實(shí)時(shí)展示空間站全貌,并展現(xiàn)機(jī)械臂艙外運(yùn)動(dòng)、艙體在軌飛行、航天員出艙動(dòng)作等真實(shí)效果?!?/p>
中國(guó)電科還為航天員配套了壓力傳感器等產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)對(duì)艙內(nèi)環(huán)境、食物、航天員生理指標(biāo)等的精確檢測(cè)。
《光明日?qǐng)?bào)》( 2022年12月09日 11版)
關(guān)鍵詞: 載人飛船 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信系統(tǒng)
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