海濱林間椰葉婆娑,伴隨巨大轟鳴響徹天際,11月15日,天舟八號貨運飛船搭載長征七號遙九運載火箭,在文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,采用快速交會對接模式對接于中國空間站“天和”核心艙,為航天員送去補給物資和設備。
與之前的貨運飛船相比,天舟八號貨運飛船載貨能力再次“升級”,“送貨時間”得到進一步壓縮,離不開中國電科作為載人航天工程副總指揮單位,編織安全可靠“測控通信網(wǎng)”,打造貨物飛天的“能源矩陣”和核心關鍵元器件的穩(wěn)健支撐,確?!疤湛爝f”安然到達。
致密高效“測控通信網(wǎng)”
“5、4、3、2、1,點火!”驚雷般轟鳴聲席卷海天之間,天舟八號貨運飛船蹈海穿云飛向天宮。發(fā)射、升空,航天器如何與地面聯(lián)系?中國電科支撐打造安全可靠的“測控通信網(wǎng)”,像追蹤物流信息一樣對火箭發(fā)射進行全程掌控。
打造“船”越天際“生命線”,中國電科布設多型號統(tǒng)一測控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等,織就全方位無死角“測控通信網(wǎng)”,具備軌道測量、遙測遙控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽_測量火箭和航天器的速度、距離、飛行姿態(tài)和角度。其中,運用的“基帶池”新技術體制就像“萬能接口”,同時運行多種工作模式,兼容不同信號形式、不同頻點,可根據(jù)任務占用和設備健康狀況,進行測控資源智能按需分配。
火箭在發(fā)射階段具有一定風險,直接關系整個航天發(fā)射任務的成敗。中國電科配備國內首部大口徑雷達遙測一體化系統(tǒng),承擔火箭主動段外軌道測量任務,從點火開始,就像一雙“鷹眼”緊盯火箭飛翔足跡,為發(fā)射場指控中心實時提供火箭距離、方位、俯仰等精確信息和徑向速度數(shù)據(jù)。研發(fā)的安控系統(tǒng)是火箭安全發(fā)射“保衛(wèi)官”,實時動態(tài)監(jiān)控火箭發(fā)射過程的數(shù)據(jù)信息,分析判斷火箭的狀態(tài)正常與否,對飛行異常的火箭啟動銷毀指令。
時間精準,對火箭發(fā)射來說至關重要。中國電科研制的T0控制臺,提供火箭發(fā)射的倒計時、反饋運載火箭的點火和起飛時刻,并分發(fā)到通信、測量和控制等系統(tǒng)。時統(tǒng)設備承擔“時間指揮官”角色,廣泛部署在發(fā)射中心、飛控中心、衛(wèi)星測控中心及各測控站、測量船上,通過精確“對表”,使分散各地的設備在統(tǒng)一時間基準下同步工作,其精確性達到3000年誤差不超過1秒。
物資飛天巨能“雙翼”
“天舟八號”載重再次“擴容”,需要一對巨能“雙翼”保證它時刻電力滿滿。中國電科為天舟八號量身打造了國內獨創(chuàng)的半剛性太陽電池陣,其一天發(fā)電量就能滿足普通家庭半個多月的用電量。為保證巨能“雙翼”穩(wěn)定可靠,中國電科創(chuàng)新發(fā)展太陽電池陣組裝技術,突破電池模塊化封裝技術,在為飛船“減負”的同時維持高效光電轉換能力,為航天員在軌駐留和空間站在軌運營,提供穩(wěn)定能量來源。
太陽電池陣展開后,在飛行過程中要不斷調整方向,使太陽電池陣對準太陽。中國電科研制的感應式永磁步進電機應用于太陽帆板驅動機構,確保太陽帆板在任務執(zhí)行中始終“對日定向”?;旌鲜讲竭M電動機絲杠組件用于浮動斷接器對接機構,好比“加油槍”,有效控制浮動斷接器的插合與分離,為推進劑補加管路的連通與斷開提供動力。研制的多款高可靠抗輻射厚膜電源及EMI濾波器,在高溫、低氣壓、強振動等惡劣環(huán)境下均能正常工作,為艙體各功能單元提供穩(wěn)定供電。
“精密小巧”關鍵元器件
小的只有幾毫米,大的不過幾厘米,中國電科鍛造輕量化、小型化、高精度的核心元器件,確保發(fā)射點火、艙器對接、空天信息網(wǎng)絡傳輸和測控通信等關鍵動作順利完成。
高效“傳聲”,步“濾”如飛,中國電科研制多款微波芯片、微波功率放大器、頻率源、濾波器、環(huán)行器隔離器等關鍵元器件。微波功率放大器集成度高、可靠度高,用于遙測信號放大處理,實時傳遞運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。濾波器能有效抑制噪聲和雜波信號,環(huán)行器隔離器應用在發(fā)射機、通信雙工放大模塊等分系統(tǒng),確保“天地通訊”實時、準確、有效。
在宇宙空間環(huán)境中,線纜必須能承受極端溫度、真空、輻射等復雜條件。“我們的產(chǎn)品必須輕質、耐用、抗腐蝕?!奔夹g專家表示,創(chuàng)新研制的航天電子安裝線、宇航用百兆網(wǎng)線、螺旋電纜、瞬高溫電纜等產(chǎn)品能力超群,瞬高溫電纜可在火箭點火產(chǎn)生的急速高溫環(huán)境下連續(xù)工作,宇航用百兆網(wǎng)線衰減小、延時差小,支撐高頻率、大流量的數(shù)字信號傳輸,保證艙內網(wǎng)絡設備和天地往返網(wǎng)絡信號良好傳遞。
“如果艙內溫度變化過快,差定溫探測器能夠快速反應,提供報警信號。壓力傳感器為飛船在軌運行、變軌、調姿等操作提供參考?!奔夹g專家表示,中國電科“量身定制”十余種百余只傳感器,用于測量各系統(tǒng)內壓力、溫度、濕度、氣體、位移等信號。配套雙路比較器、基準電壓源、可編程電壓基準源、鑒相器等器件,穩(wěn)定性好、抗輻射能力強,確??臻g站重要“貨物”安然到達。