“天舟”安全抵達(dá)有保障

2022-05-14 12:38:31

5月10日凌晨,太空“快遞員”天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船,在專屬“物流車”長征七號(hào)遙五運(yùn)載火箭的搭載下,順利升空,踏上空間站的貨物運(yùn)送旅途。

中國電科用自主程度更高、性能更穩(wěn)定的技術(shù)手段,為天舟四號(hào)提供了諸多核心關(guān)鍵器件,確保“快遞”安然無恙地到達(dá)。

三重安全防護(hù)舉措

守護(hù)“物流車”安全

運(yùn)載火箭作為搭載天舟四號(hào)的“物流車”,其安全可靠尤為重要,直接關(guān)系到整個(gè)航天發(fā)射過程的成敗。為讓火箭能夠被實(shí)時(shí)“看到”,我國打造出了一套完整的測控系統(tǒng),能夠?qū)鸺l(fā)射進(jìn)行全程測控。

其中,有中國電科為火箭打造的三重安全防護(hù)舉措,確保天舟四號(hào)安穩(wěn)地踏上太空之旅。

火箭上的安全防護(hù)設(shè)備——脈沖相參應(yīng)答機(jī)。在天舟四號(hào)發(fā)射任務(wù)中,中國電科為運(yùn)載火箭研制了脈沖相參應(yīng)答機(jī),作為火箭飛行主動(dòng)段重要的外彈道測量設(shè)備,它可以與地面雷達(dá)協(xié)同完成運(yùn)載火箭全程實(shí)時(shí)航跡測量,實(shí)時(shí)傳送火箭的精確位置、速度信息,為研判正常飛行提供決策支撐。

火箭上升段的安全監(jiān)測利器——精密測量雷達(dá)。除了依靠光學(xué)跟蹤、火箭上設(shè)備對(duì)火箭監(jiān)測以外,中國電科還專門配備了精密測量雷達(dá),負(fù)責(zé)火箭上升段及整個(gè)發(fā)射過程的外彈道監(jiān)測任務(wù)。在天舟四號(hào)任務(wù)中,中國電科研制配備了國內(nèi)首部大口徑雷達(dá)遙測一體化系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)火箭精密跟蹤,同時(shí)承擔(dān)火箭遙測信號(hào)下行接收與解調(diào)工作。該雷達(dá)突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先。

火箭發(fā)射的必備設(shè)備——地面安全遙控系統(tǒng)(以下簡稱“安控系統(tǒng)”)?;鸺诎l(fā)射階段具有一定的風(fēng)險(xiǎn),這直接關(guān)系到整個(gè)航天發(fā)射過程的成敗。中國電科研制的安控系統(tǒng)是火箭發(fā)射的必要條件,用于發(fā)射任務(wù)的主動(dòng)段,通過對(duì)火箭發(fā)射過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控來分析判斷火箭狀態(tài)。一旦飛行出現(xiàn)異常,這些安控設(shè)備將通過發(fā)送特殊指令啟動(dòng)自毀裝置,最大程度避免火箭墜地造成的危害。

測控“天羅地網(wǎng)”

暢通物流配送通道

在運(yùn)送物資過程中,為了實(shí)時(shí)捕捉、監(jiān)控“快遞員”的運(yùn)送軌跡,中國電科在陸??仗?、國內(nèi)外各測控站點(diǎn),布設(shè)了多型號(hào)統(tǒng)一測控系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、中繼衛(wèi)星等,共同織就了立體通信測控網(wǎng),全方位、無死角地追蹤捕捉“快遞員”位置。

在運(yùn)載火箭送飛行器入軌的過程中,多型號(hào)統(tǒng)一測控系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、系列測控通信設(shè)備,編織成高效可靠的“空-地信息高速公路網(wǎng)”,通過接收和發(fā)送指令,精確測量火箭和飛行器的速度、距離、飛行姿態(tài)和角度,為火箭發(fā)射和天舟四號(hào)成功入軌提供精確數(shù)據(jù),控制飛行器按照預(yù)定軌跡飛行。在海上,中國電科研制了新一代船載測量雷達(dá),依靠先進(jìn)的姿態(tài)測量設(shè)備,可在測量船搖擺的情況下得到和地面一樣的高測量精度,是彌補(bǔ)陸地測量時(shí)間不足,延長測量弧段的有效手段。

隨著我國航天技術(shù)的發(fā)展,中國電科的測控技術(shù)也在不斷提升,不僅具備數(shù)傳解調(diào)、上行話音、遙控、遙測、測速距、星地間語音通信和圖像傳輸?shù)汝P(guān)鍵功能,還具備逃逸指令本地發(fā)送功能,為發(fā)射階段的安全性提供了重要保障。

超穩(wěn)太陽電池陣

為物資飛天插上“翅膀”

在天上,空間站組合體連續(xù)工作一天的耗電量可抵得上一個(gè)家庭約一年的用電量。為滿足如此高的用電需求,中國電科為空間站的每一個(gè)航天器都打造了各具特色的巨能“翅膀”,它們組合起來宛如一座巨大的“能量加油站”,保證時(shí)刻不斷電。

其中,為天舟系列貨運(yùn)飛船打造的國內(nèi)獨(dú)創(chuàng)半剛性太陽電池陣“翅膀”,具備高能量、大功率等優(yōu)勢,其一天的發(fā)電量就能滿足普通家庭半個(gè)多月的用電量。

作為一款高電壓、萬瓦級(jí)的大功率太陽電池陣產(chǎn)品,半剛性太陽電池陣以“碳纖維框架+玻璃纖維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”為基板,在繼承天舟一號(hào)半剛性太陽電池陣技術(shù)基礎(chǔ)上,天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船使用的太陽電池陣產(chǎn)品進(jìn)一步提高了三結(jié)砷化鎵太陽電池效率,解決了低軌道高電壓太陽電池陣防靜電充/放電等問題,降低了太陽電池陣工作溫度,讓天舟四號(hào)這個(gè)“大體格”也能“一飛沖天”,順利將各種物資運(yùn)往太空。

三維立體展示

“貨物交付”清晰可見

天舟四號(hào)到達(dá)空間站,即與空間站組合體完成交會(huì)對(duì)接,將貨物交付于對(duì)接后向端口。

清晰展示對(duì)接過程,中國電科承擔(dān)交會(huì)對(duì)接段地面控制及綜合展示等工作。研發(fā)的三維綜合立體顯示系統(tǒng)使用三維可視化技術(shù),展示實(shí)際任務(wù)的整體流程和實(shí)時(shí)場景,精準(zhǔn)完成位置更新、姿態(tài)更新、大空間觀察場景、特寫場景精確轉(zhuǎn)換等工作,方便地面指揮中心對(duì)在軌飛行及交會(huì)對(duì)接進(jìn)行控制,為任務(wù)執(zhí)行提供有效依據(jù)。

全程監(jiān)視航天器對(duì)接狀態(tài),測控通信系統(tǒng)仍大顯身手。具有雙點(diǎn)頻雙目標(biāo)跟蹤能力的測控通信系統(tǒng),能夠同時(shí)跟蹤不同頻點(diǎn)的兩個(gè)目標(biāo),是實(shí)現(xiàn)航天器對(duì)接的關(guān)鍵系統(tǒng),能精準(zhǔn)地控制飛行器進(jìn)入預(yù)定軌道,也為監(jiān)視對(duì)接后的航天器工作狀態(tài)創(chuàng)造了有利條件。

在整個(gè)發(fā)射任務(wù)中,中國電科充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,為天舟四號(hào)的安全發(fā)射保駕護(hù)航。在飛船內(nèi)部,中國電科配備了十余種、百余只傳感器,用于測量各系統(tǒng)內(nèi)壓力、溫度、濕度、氣體、位移等信號(hào),對(duì)船艙內(nèi)的環(huán)境穩(wěn)定和在軌運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測;在發(fā)射環(huán)境安全監(jiān)測方面,中國電科負(fù)責(zé)提供空間電波環(huán)境態(tài)勢、異常事件預(yù)報(bào)預(yù)警信息、高精度電波環(huán)境效應(yīng)等數(shù)據(jù),為航天測控、衛(wèi)星通信和空間目標(biāo)監(jiān)視雷達(dá)等系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。

(本報(bào)記者 崔興毅 本報(bào)通訊員 王雪姣)

標(biāo)簽: 中國電科 天舟四號(hào) 貨運(yùn)飛船

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