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九天云外攬月回 網信技術強支撐

來源:     作者:信息發布人員     發布時間:2021年02月23日     瀏覽次數:         

2月22日上午,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平在北京人民大會堂會見探月工程嫦娥五號任務參研參試人員代表并參觀月球樣品和探月工程成果展覽。

  

  中國電科董事長、黨組書記陳肇雄,副總經理黃興東及成員單位10位參研參試人員代表參加接見。中國電科研發的微波毫米波及太赫茲測試儀器等技術產品在探月工程成果展覽展出。

  這是榮譽瞬間,也是極大肯定。

  作為我國復雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程,嫦娥五號任務的圓滿成功,標志著探月工程“繞、落、回”三步走規劃圓滿收官,是發揮新型舉國體制優勢攻堅克難取得的又一重大成就,是航天強國建設征程中的重要里程碑,對我國航天事業發展具有十分重要的意義。

  17年來,作為國家探月工程副總指揮單位,中國電科全力支撐科技自立自強,始終發揮自身科技創新優勢,為嫦娥任務執行全過程打造了100%全覆蓋的通信測控“天羅地網”,同時自主研制了大量核心基礎元器件,為探月工程的圓滿成功發揮重要支撐。

  天羅地網 測控牽引“嫦娥”探月路

  航天測控系統作為航天工程的重要組成部分,可對航天飛行器實現跟蹤、遙測、遙控、測速、測距和信息傳輸等功能,指導完成飛行、落月、探月、采樣、返回等系列動作。

  作為航天測控通信系統總體單位,中國電科承擔了探月工程80%以上測控通信設備研制,用無形電波張開了一張100%全覆蓋的通信測控“天羅地網”,全程掌握嫦娥探測器位置、狀態等信息,接收它發回來的數據,并向它傳遞來自地面的指令信息。

  深空測控網作為支持深空探測任務實施的核心系統,具有不可替代的重要地位和作用,中國電科為國家深空測控網打造的我國首個深空天線組陣系統,作為國家深空測控網的主干力量,與分布在國內外星羅棋布的地面測控站、海面測量船聯袂出征,共同提供測控通信保障。針對嫦娥五號任務,中國電科在喀什原有深空站基礎上,新建了3座大口徑天線,組成深空天線組陣系統,從深度和廣度上大大提升我國深空測控能力,測控距離超過4億千米。

  

  月地距離遙遠,測控通信的微弱信號需要“遙控器”和靈敏“順風耳”支撐。中國電科研制的大功率高功放設備像通信鏈路的“遙控器”,能實現對距離幾十萬千米以外月球探測器的精準控制;特種低溫接收機則像“順風耳”,可在零下260℃低溫環境下,精確接收到來自遙遠太空的微弱信號。

  

  除深空測控系統外,測量雷達可通過與火箭、探測器裝載的應答機進行信號傳輸和轉發,實現對信號的跟蹤和接收,實時提供目標方位等信息。自“嫦娥一號”任務起,中國電科研制的測量雷達就全程參與了我國探月工程的所有發射與返回任務。

  作為靶場測量的超級“千里眼”,國內首部大口徑雷達遙測一體化系統,承擔了外彈道測量任務,其不受運載火箭飛行及箭載設備工作狀態的影響,可以客觀準確地提供火箭的飛行軌跡數據,實時提供目標方位、俯仰角度信號、距離及速度信息,判斷火箭飛行狀況,為靶場定軌提供了精密的測量數據。

  在返回器從月球重返地球第一次再入大氣層段時,中國電科研制的船載脈沖測量雷達承擔了該階段的軌跡測量,完整獲取了飛行軌跡與目標特性。新一代相控陣雷達接力完成了返回器第二次再入大氣層直至落地的段落測量,為著陸場搜尋提供數據。該雷達突破了一系列關鍵技術,既可以精確獲取返回器的飛行軌跡,還可以對返回器進行實時二維成像,獲取再入大氣層時的目標特性。

  能量滿滿 核心元器件力助奔月采樣

  嫦娥五號于2020年12月17日,首次實現我國地外天體采樣返回,為未來我國開展月球和行星探測奠定了堅實基礎。

  在落月、探月、采樣、返回過程中,中國電科提供了太陽電池陣、多款電機及數千只核心元器件,為嫦娥五號任務提供源源能量。

  在“挖土”過程中,中國電科研制的太陽電池陣提供了源源能量。針對嫦五任務中太陽電池陣工作環境條件惡劣難題,研制團隊精心策劃、仔細研究,在太陽電池陣研制過程中進行了高溫焊錫焊接技術攻關,設計了太陽電池片在月面高溫環境下應力耐受性能的測試系統,解決了耐受300度以上溫差的太陽電池陣工藝和評價等問題,為“嫦娥探月”提供源源動力。

  月壤雖是土,價值抵萬金。

  讓嫦娥五號落地準、抓好土——中國電科研制的數種壓力傳感器,保障探測車順利降落在月球背面指定位置,完成著陸器月球表面自動采樣、上升器月面發射、返回器攜帶月壤順利返回等任務;多波段紅外聲光可調濾光器,為分析月球表面礦物組成提供支撐;多款首次應用電機產品,在“挖土”環節的“敲擊、鉆取、抱抓、封裝”等一系列流程中,提供不竭動力源,在探測器月壤采樣環節發揮關鍵作用。

  

  在返回器上,中國電科配備了濾波器、放大器、頻率源、接收模塊和視頻前端等組件,用于返回器中的擴頻應答機,實現了對接收到的射頻信號進行濾波、放大、混頻、變頻等功能,為返回器的測距、測速、精準定位提供有力支持。相關產品經過攻關降低了噪聲系數,提高了抗干擾能力,充分滿足了返回艙對重量、體積和嚴酷環境的苛刻要求,為返回器實現長距離、大范圍的再入回收測控技術提供有力支持。

  實時回傳 衛星通信設備捕捉返回器蹤跡

  返回器返回著陸場時,搜救通信工作是重中之重。

  為實時掌握返回器在返回過程中的視頻信息,并第一時間傳輸到北京飛行控制中心,中國電科自主研制了系列衛星通信設備,為及時搜索到返回器提供技術保障。

  在著陸場,中國電科自主研制的“機載Ka衛星終端”,可第一時間傳輸現場畫面。該系統是用于我國航天工程神舟和嫦娥系列返回艙著陸時,信號傳輸的一套直升機機載搜救通信系統,可將著陸場實時視頻圖像和語音通過衛星傳回北京,便于北京飛行控制中心實時指揮控制。同時,中國電科在著陸場還布置了直升機衛通站、動中通車載站、便攜衛通站等設備,為搜索回收區域地面分隊與北京中心之間提供圖像、調度、話音和數據通信。

  在用于搜索的直升機和地面車輛上,中國電科研制10余套機載/車載定向儀產品,是針對返回器的核心搜索定位裝備。針對嫦娥五號返回器夜間實施任務,中國電科構建了天地協同、網格化、智能化的搜索網絡,具備了對返回器從出“黑障”到著陸全過程的跟蹤定位能力,確保對著陸返回器發現早、盯得準、引導快。同時,針對任務的極端嚴寒氣候條件,重點加強了設備抗低溫等環境適應性設計及可靠性設計,所研制的定向儀經受住了機艙外超低溫度的嚴酷考驗。

  

  在北京飛行控制中心,中國電科承擔了地面中心機系統、網絡系統、指揮大廳的建設和月面制圖、月面仿真虛擬現實等軟件建設,通過三維手段和真實數據相結合的方式,全程模擬了探月及返回過程,為任務的順利執行提供了有效的依據。在嫦娥五號返回后,中國電科為國家天文臺研發的數據存儲和服務軟件,進行月球樣品數據管理、地面長期存儲工作,同時開展樣品制備、處理、測試和分析任務,并實時向外界發布、展示月球樣品和相關信息。

  航天能力有多大,航天舞臺就有多大。中國電科將繼續弘揚探月精神,支撐推動實施好探月工程四期,為星際探測新征程持續貢獻電科力量。

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