承研深空测控系统 实现1.9亿公里测控 在川央企太空中牵引“风筝线”

[时尚] 时间:2024-04-26 12:40:19 来源:蓝影头条 作者:焦点 点击:54次

原标题:承研深空测控系统 实现1.9亿公里测控 在川央企太空中牵引“风筝线”

四川日报全媒体记者 徐莉莎

近火制动只有一次机会,风筝线是承研测控测控川央火星探测任务的关键节点之一。制动的深空实现时机、时长、系统力度需要精准操控。.亿

如何在茫茫太空获取“天问一号”的公里状态,并操控它执行这一系列复杂、企太牵引精准的空中动作?这一切都离不开深空测控设备的支持。没有深空测控系统,风筝线航天器就如同断线的承研测控测控川央风筝。

这次为“天问一号”保驾护航的深空实现深空测控系统中,大国重器——佳木斯66米深空测控站(下称“佳木斯站”)是系统绝对的主力。它由在川央企中电天奥有限公司(中国电科第十研究所)承建,.亿是公里航天测控领域迄今为止亚洲口径最大、接收灵敏度最高、企太牵引连续波发射功率最强和作用距离最远的天线。

任务难

只有“刹车”时机和时长分秒不差,才能形成理想的捕获轨道

深空测控,是指对月球及月球以远的天体和空间进行的探测。大家把航天任务中的测控喻为“放风筝”,把测控台前的操作人员喻为“牧星人”。

从2012年10月建成投用至今,该测控站已完成了我国探月工程二期、三期的测控任务,“天问一号”从发射至今也一直有它守护。但在中电天奥(中国电科第十研究所)首次火星探测任务66米深空测控设备总设计师杜丹看来,这次任务意义非同寻常。

其一是因为远。杜丹说,火星距离地球最远达4亿公里以上。距离越远,意味着探测器和地面的往来信号越微弱。要解决通信问题,最直接的一个解决办法就是增加天线口径,来提高系统接收灵敏度。

按照设计要求,佳木斯站的天线直径达到66米,深空探测作用距离达4亿公里,这一强大的“千里眼”可以直击火星。凭借其极高的灵敏度,信号捕获后建立起通信链路,就相当于修了一条从火星到地球的路;利用“大天线”和数据处理终端拓宽“道路”,提高传输速率。

全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍,探测器实施制动减速时,要先调整飞行姿态,将发动机喷管朝向前方,等时机恰当时点火开机,以此降低探测器的速度。整个制动过程的控制必须十分精准。“只有‘刹车’时机和时长都分秒不差,才能形成理想的捕获轨道。”

其二是时延。由于“天问一号”此时距离地球约1.92亿公里,与地面之间数据通信的单向时间延迟达到10.7分钟左右。地面无法对制动过程进行实时监控,只能提前向探测器注入指令,就像为它上了闹钟,探测器到点按照时序自主执行相关操作。要实现自主操作,比如提前设计好制动时需要把速度降低多少。但这些都要靠深空测控设备对飞行器位置、速度、姿态的精准测量。一旦出现偏差,将影响整个近火制动。

时间久

那些在太空“放风筝”的人等待了九年

2004年,我国探月工程得到国务院正式批准立项,中国走上探索外层空间的道路,也开启了深空测控网的研究和建设。从那时起,作为我国测控设备的重要研发单位,中电天奥(中国电科第十研究所)就开始参与到深空测控网的建设。

2008年,66米大口径的深空测控系统佳木斯站立项。在历经3年多的方案设计、方案论证、研制生产、系统联试、入网验证后,2012年10月,佳木斯站正式建成投用。

“一开始,佳木斯站就是奔着火星探测去的。”杜丹回忆。2011年11月,我国火星探测计划的首个探测器“萤火一号”搭载在俄罗斯“福布斯-土壤”探测器内部,由俄罗斯“天顶号”运载火箭在哈萨克斯坦拜科努尔发射场点火发射。

当时,佳木斯站的建设正在进行。在零下30摄氏度极寒条件下,现场施工极其困难。但是一想到来年春天佳木斯站建成,能为“萤火一号”提供测控服务,团队就在现场想尽办法,克服种种困难。

几天后,“福布斯-土壤”探测器未能按计划变轨,两个多月后坠毁。“正要大展身手时,却扑了个空。”杜丹还能记起当年的失落。

这一等,就是9年。9年里,佳木斯站在探月工程中频繁亮相,测控设备和团队得到磨练。

2020年6月,针对我国首次火星探测任务,中电天奥(中国电科第十研究所)对佳木斯深空测控站进行了一次适应性改造。同年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在文昌航天发射场升空。据了解,“天问一号”预计今年5月中旬择机实施降轨,并软着陆火星表面,对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等进行科学探测。佳木斯站将继续为其保驾护航。(记者 徐莉莎)

(责任编辑:综合)

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