5月10日凌晨,太空“快遞員”天舟四號貨運飛船,在專屬“物流車”長征七號遙五運載火箭的搭載下,順利升空,踏上空間站的貨物運送旅途。
中國電科用自主程度更高、性能更穩(wěn)定的技術(shù)手段,為天舟四號提供了諸多核心關(guān)鍵器件,確保“快遞”安然無恙地到達。
三重安全防護舉措
守護“物流車”安全
運載火箭作為搭載天舟四號的“物流車”,其安全可靠尤為重要,直接關(guān)系到整個航天發(fā)射過程的成敗。為讓火箭能夠被實時“看到”,我國打造出了一套完整的測控系統(tǒng),能夠?qū)鸺l(fā)射進行全程測控。
其中,有中國電科為火箭打造的三重安全防護舉措,確保天舟四號安穩(wěn)地踏上太空之旅。
火箭上的安全防護設(shè)備——脈沖相參應(yīng)答機。在天舟四號發(fā)射任務(wù)中,中國電科為運載火箭研制了脈沖相參應(yīng)答機,作為火箭飛行主動段重要的外彈道測量設(shè)備,它可以與地面雷達協(xié)同完成運載火箭全程實時航跡測量,實時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。除了依靠光學跟蹤、火箭上設(shè)備對火箭監(jiān)測以外,中國電科還專門配備了精密測量雷達,負責火箭上升段及整個發(fā)射過程的外彈道監(jiān)測任務(wù)。在天舟四號任務(wù)中,中國電科研制配備了國內(nèi)首部大口徑雷達遙測一體化系統(tǒng),可實現(xiàn)對火箭精密跟蹤,同時承擔火箭遙測信號下行接收與解調(diào)工作。該雷達突破了多項關(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險,這直接關(guān)系到整個航天發(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)的主動段,通過對火箭發(fā)射過程中的數(shù)據(jù)進行實時動態(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
在運送物資過程中,為了實時捕捉、監(jiān)控“快遞員”的運送軌跡,中國電科在陸海空天、國內(nèi)外各測控站點,布設(shè)了多型號統(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。
在運載火箭送飛行器入軌的過程中,多型號統(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)射和天舟四號成功入軌提供精確數(shù)據(jù),控制飛行器按照預定軌跡飛行。在海上,中國電科研制了新一代船載測量雷達,依靠先進的姿態(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,是彌補陸地測量時間不足,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”,保證時刻不斷電。
其中,為天舟系列貨運飛船打造的國內(nèi)獨創(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多月的用電量。
作為一款高電壓、萬瓦級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,在繼承天舟一號半剛性太陽電池陣技術(shù)基礎(chǔ)上,天舟四號貨運飛船使用的太陽電池陣產(chǎn)品進一步提高了三結(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,讓天舟四號這個“大體格”也能“一飛沖天”,順利將各種物資運往太空。
三維立體展示
“貨物交付”清晰可見
天舟四號到達空間站,即與空間站組合體完成交會對接,將貨物交付于對接后向端口。
清晰展示對接過程,中國電科承擔交會對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),展示實際任務(wù)的整體流程和實時場景,精準完成位置更新、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在軌飛行及交會對接進行控制,為任務(wù)執(zhí)行提供有效依據(jù)。
全程監(jiān)視航天器對接狀態(tài),測控通信系統(tǒng)仍大顯身手。具有雙點頻雙目標跟蹤能力的測控通信系統(tǒng),能夠同時跟蹤不同頻點的兩個目標,是實現(xiàn)航天器對接的關(guān)鍵系統(tǒng),能精準地控制飛行器進入預定軌道,也為監(jiān)視對接后的航天器工作狀態(tài)創(chuàng)造了有利條件。
在整個發(fā)射任務(wù)中,中國電科充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,為天舟四號的安全發(fā)射保駕護航。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,對船艙內(nèi)的環(huán)境穩(wěn)定和在軌運行進行監(jiān)測;在發(fā)射環(huán)境安全監(jiān)測方面,中國電科負責提供空間電波環(huán)境態(tài)勢、異常事件預報預警信息、高精度電波環(huán)境效應(yīng)等數(shù)據(jù),為航天測控、衛(wèi)星通信和空間目標監(jiān)視雷達等系統(tǒng)的可靠運行提供數(shù)據(jù)支撐。
(本報記者 崔興毅 本報通訊員 王雪姣)