系列深空探測(cè)設(shè)備:破浪路上的“助行器”
相比登月跨越的38萬(wàn)千米,地球到火星數(shù)千萬(wàn)千米的距離,對(duì)飛行器的深空探測(cè)是一項(xiàng)巨大的考驗(yàn),這也注定了“天問一號(hào)”7個(gè)月的旅程,必然是充滿挑戰(zhàn)。
深空探測(cè)是繼衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天之后又一重大航天技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域,對(duì)測(cè)控系統(tǒng)提出了更新、更高、更嚴(yán)的要求。
在首次火星探測(cè)任務(wù)中,測(cè)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成對(duì)探測(cè)器各飛行階段的測(cè)定、監(jiān)視、控制,以及對(duì)著陸巡視器在火星表面探測(cè)階段的控制等任務(wù)。
中國(guó)電科發(fā)揮在歷次航天發(fā)射中積累的測(cè)控通信經(jīng)驗(yàn),配備了系列測(cè)控設(shè)備,為火星探測(cè)器在茫茫“星辰大海”中測(cè)定軌保駕護(hù)航。
作為佳木斯深空測(cè)控站的總體單位,中國(guó)電科對(duì)測(cè)控站進(jìn)行了研發(fā)升級(jí),全力保障火星探測(cè)任務(wù)的完成。通過66米天線與另外兩個(gè)測(cè)控站協(xié)同配合,對(duì)探測(cè)器飛行軌道進(jìn)行測(cè)量,保證探測(cè)器準(zhǔn)確進(jìn)入軌道。此外,通過發(fā)送指令,指揮探測(cè)器做變軌、打開太陽(yáng)帆板、轉(zhuǎn)動(dòng)天線、環(huán)繞器與著陸巡視器分離等動(dòng)作,同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)星上設(shè)備工作狀態(tài),檢查探測(cè)器供電、溫度、氣壓等參數(shù)。在登上火星后,測(cè)控站還將負(fù)責(zé)完成拍照任務(wù)和數(shù)據(jù)的傳輸。
研制的多型測(cè)控系統(tǒng),在探測(cè)器發(fā)射、火星環(huán)繞、著陸和巡視探測(cè)各個(gè)階段,執(zhí)行地面遙控、遙測(cè)、高精度的目標(biāo)導(dǎo)航、數(shù)據(jù)接收等任務(wù),為首次火星探測(cè)任務(wù)提供堅(jiān)實(shí)測(cè)控和通信技術(shù)保障。
與近地軌道相比,本次任務(wù)的最遠(yuǎn)作用距離達(dá)到4億千米,數(shù)據(jù)信號(hào)較為微弱,且在任務(wù)過程中還會(huì)面臨影響探測(cè)精度的光和流層等因素干擾,為全力保障首次火星探測(cè)任務(wù),中國(guó)電科進(jìn)行了系列技術(shù)升級(jí)。
在接收數(shù)據(jù)信號(hào)方面,中國(guó)電科承研了70米天線高性能接收系統(tǒng),建成后將為亞洲口徑最大的全可動(dòng)天線,具備穩(wěn)定接收微弱人造數(shù)據(jù)信號(hào)和感知極微弱宇宙自然天體輻射電磁波等功能,可實(shí)現(xiàn)宇宙深空探測(cè)器遙感數(shù)據(jù)接收和射電天文觀測(cè)科學(xué)研究,將為助力人類探索未知宇宙空間做出巨大貢獻(xiàn)。
作為靶場(chǎng)測(cè)量的超級(jí)“千里眼”,我國(guó)首部雷達(dá)探測(cè)和遙測(cè)一體化測(cè)量雷達(dá),在試驗(yàn)任務(wù)中陸海協(xié)同,承擔(dān)了外彈道測(cè)量任務(wù),其不受運(yùn)載火箭飛行及箭載設(shè)備工作狀態(tài)的影響,可以客觀準(zhǔn)確地提供火箭的飛行軌跡數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)提供目標(biāo)方位、俯仰角度信號(hào)、距離及速度信息,判斷火箭飛行狀況。為靶場(chǎng)定軌提供了精密的測(cè)量數(shù)據(jù),用智慧電眼,照亮運(yùn)載火星的飛天之路。
某頻段超大功率高功放樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了在深空測(cè)控領(lǐng)域該頻段超大功率連續(xù)波功率穩(wěn)定輸出的能力,可將信號(hào)放大到額定功率后由大口徑天線發(fā)向衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)遙控指令的送達(dá),為后續(xù)深空站組網(wǎng)打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
此外,為克服光行時(shí)和流層延遲對(duì)深空探測(cè)的復(fù)雜影響,中國(guó)電科針對(duì)極其復(fù)雜的任務(wù)場(chǎng)景,制定詳細(xì)測(cè)量和信號(hào)獲取方案,為實(shí)現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)提供完備的測(cè)控通信支持。
(來(lái)源:新華網(wǎng))

