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【中国青年报】三大黑科技护航“太空快递”
来源:新闻中心
发布时间:2022年05月10日 编辑:新闻中心

  王雪姣 中青报·中青网记者 邱晨辉

  “5、4、3、2、1,点火!”

  5月10日凌晨,伴随着激动人心的“点火”指令,长征七号运载火箭搭载着天舟四号货运飞船拔地而起,直冲太空。

  这炫目的几分钟,却是技术人员极度紧张的时刻。这是因为火箭发射阶段具有风险,直接关系到整个航天任务的成败。

  为了让科技人员实时“看到”火箭,我国打造出一套完整的测控系统,能够对火箭发射进行全程测控。作为我国测控通信系统主体研制单位,中国电科打造了三大安全防护设备,为天舟四号“太空快递”之旅筑牢安全底座。

  

长征七号遥五运载火箭发射天舟四号。郭程 摄

  “在发射瞬间,火箭可产生超过3000摄氏度的温度,足以融化地球上所有的金属。”中国电科专家陈建民表示,一旦火箭发射异常,飞行弹道偏离预定轨道,就有可能威胁发射场区和航区的试验设施,带来无法估量的损失。

  他告诉记者,为避免这一情况的发生,每次航天发射任务都必须要用到我国研制的地面安全遥控系统,这是火箭安全发射的必要条件。

  “在发射任务的主动段,安控系统通过对火箭发射过程中的数据进行实时动态监控,就可分析判断火箭状态。一旦飞行出现异常,这些安控设备将通过发送特殊指令,启动自毁装置,最大程度避免火箭坠地造成的危害。”陈建民说,“安控系统工作的基本原则,就是既要确保不能误炸正常飞行的火箭,又不能漏炸飞行异常的火箭。”

  只有安控系统这一个防护措施是远远不够的,在每次发射任务中,科研团队还在运载火箭上安装了“脉冲相参应答机”。

  据中国电科专家范义平介绍,脉冲相参应答机是运载火箭测量系统的重要设备,用于接收地面脉冲雷达系统的上行信号,与地面雷达系统协同完成对火箭飞行过程的测量定位,实时传送火箭的精确位置、速度信息,还能智能研判飞行是否正常,保障火箭按照预定轨迹将飞船送入预定轨道。

  “该型应答机经历过多种火箭上百次飞行任务的考核,具有极高的可靠性,堪称‘全天候战士’!”范义平说,该设备采用无线电应答体制,相比于光学测量设备,具备跟踪距离远、测量精度高,且不受台风、暴雨等天气因素影响。

  在运送物资过程中,为了实时捕捉、监控“快递员”的运送轨迹,科研团队在陆海空天、国内外各测控站点,布设了多型号统一测控系统、遥测系统、中继卫星等,共同织就了立体通信测控网,全方位、无死角地追踪捕捉“快递”位置。

  中国电科首席专家谢洁介绍,在运载火箭送飞行器入轨的过程中,多型号统一测控系统、遥测系统、系列测控通信设备,编织成高效可靠的“空-地信息高速公路网”,通过接收和发送指令,精确测量火箭和飞行器的速度、距离、飞行姿态和角度,为火箭发射和天舟四号成功入轨提供精确数据,控制飞行器按照预定轨迹飞行。

  箭上的安全设备受限于火箭的飞行状态,为全面保障发射安全,科研团队研发了一种更安全、无依赖的测控雷达——精密测量雷达。

  “相比受限天气的光学跟踪、依赖火箭上设备的遥测系统,精密测量雷达监测不管火箭是否正常运行,它都能‘看’到,对于上升段的探测将会更安全、更可靠。”谢洁说。

  在天上,空间站组合体连续工作一天的发电量可抵得上一个家庭约一年的用电量。要想满足如此高的用电需求,中国电科为空间站的每一个航天器,打造了各具特色的巨能“翅膀”,它们组合起来宛如一座巨大的“能量加油站”。

  这其中,为天舟系列货运飞船打造的半刚性太阳电池阵“翅膀”,具备高能量、大功率等优势,两翼供电能力超过8千瓦,其一天的发电量就能满足普通家庭半个多月的用电量。

  中国电科专家表示,天舟四号货运飞船使用的太阳电池阵产品,进一步提高了三结砷化镓太阳电池效率,降低了太阳电池阵工作温度,让天舟四号这个“大体格”也能“一飞冲天”,顺利将各种物资运往太空。

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