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天宮一號(hào)與神八交會(huì)對(duì)接,宛如在太空中“穿針引線”。八大系統(tǒng)中,測(cè)控通信系統(tǒng)是航天器起飛、交會(huì)對(duì)接進(jìn)行與完成、神八飛船安全返回、天宮一號(hào)長(zhǎng)期在軌運(yùn)行等過(guò)程中,天地聯(lián)系的唯一手段。
昨晚,北京跟蹤與通信技術(shù)研究所所長(zhǎng)、天宮一號(hào)任務(wù)測(cè)控通信系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師錢衛(wèi)平在電話中表示,測(cè)控通信所有人員仍堅(jiān)持在崗位上,對(duì)天宮一號(hào)進(jìn)行觀測(cè),軌道調(diào)整。他說(shuō),天宮一號(hào)與神八交會(huì)對(duì)接任務(wù)時(shí),怕“太陽(yáng)打噴嚏”。因?yàn)檎档?4個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)峰年的來(lái)臨,太陽(yáng)風(fēng)暴對(duì)定軌預(yù)報(bào)精度產(chǎn)生影響,嚴(yán)重時(shí)還將導(dǎo)致測(cè)控鏈路中斷、電子設(shè)備失效。
太陽(yáng)風(fēng)暴或致電子設(shè)備失效
記者:首次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中,測(cè)控通信系統(tǒng)承擔(dān)的主要任務(wù)是什么?
錢衛(wèi)平:測(cè)控通信系統(tǒng)承擔(dān)著對(duì)火箭、目標(biāo)飛行器和飛船的飛行軌跡、姿態(tài)和其上各分系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)視與控制任務(wù)。交會(huì)對(duì)接任務(wù)中,測(cè)控通信系統(tǒng)有五大任務(wù)。
記者:具體包括哪些?
錢衛(wèi)平:一是利用陸海天基測(cè)控通信網(wǎng)對(duì)運(yùn)載火箭和天宮一號(hào)、神八進(jìn)行測(cè)量、控制,建立與航天器之間的話音和圖像通信。二是完成天宮一號(hào)和神舟八號(hào)兩個(gè)航天器的在軌協(xié)同飛行控制和運(yùn)行管理。
三是完成神八向天宮一號(hào)逐步逼近過(guò)程中的遠(yuǎn)距離導(dǎo)引任務(wù)。四是承擔(dān)天宮一號(hào)和神舟八號(hào)在軌運(yùn)行期間的空間碎片碰撞預(yù)警和規(guī)避任務(wù),確保航天器在軌安全運(yùn)行。五是飛行出現(xiàn)異常時(shí),按照事先制定的緊急處置預(yù)案或原則,對(duì)天宮一號(hào)或神舟八號(hào)進(jìn)行應(yīng)急飛行控制,保證航天器安全。
記者:在這次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中,測(cè)控通信系統(tǒng)最具難度,最具挑戰(zhàn)的是什么?
錢衛(wèi)平:交會(huì)對(duì)接任務(wù)時(shí),正值第24個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)峰年的來(lái)臨,“太陽(yáng)打噴嚏”時(shí),太陽(yáng)風(fēng)暴會(huì)使大氣密度模型誤差增大,對(duì)定軌預(yù)報(bào)精度產(chǎn)生影響,嚴(yán)重時(shí)還將導(dǎo)致測(cè)控鏈路中斷、電子設(shè)備失效。
神八“牽到”天宮附近是難點(diǎn)
記者:要將神八導(dǎo)引至天宮一號(hào)附近,是否也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)?
錢衛(wèi)平:沒錯(cuò),這是第二個(gè)挑戰(zhàn)。交會(huì)對(duì)接任務(wù)中,測(cè)控通信系統(tǒng)承擔(dān)著將神舟八號(hào)導(dǎo)引至距天宮一號(hào)52公里處的任務(wù),當(dāng)神八在52公里處不能與天宮一號(hào)建立正常聯(lián)系時(shí),還需將神八導(dǎo)引至天宮一號(hào)20公里遠(yuǎn)的位置。
也就是說(shuō),在天宮和神八交會(huì)對(duì)接之前,是地面控制和飛行器控制兩種模式完成兩者逐步逼近,到達(dá)一定程度,確定神八可以看到天宮時(shí),則是完全進(jìn)行自主靠近。自主控制主要是靠雷達(dá)等設(shè)備進(jìn)行調(diào)控。
記者:如何進(jìn)行軌道調(diào)整?
錢衛(wèi)平:在神八飛行的前28圈中,需對(duì)神八進(jìn)行5-6次精確軌道控制,每次控制僅間隔3至5圈,在這3至5圈中,測(cè)控通信系統(tǒng)要完成測(cè)定軌、控制參數(shù)計(jì)算、復(fù)核、比對(duì)、確認(rèn)和上行遙控?cái)?shù)據(jù)注入,時(shí)間非常緊急,是以往載人航天任務(wù)從來(lái)沒有經(jīng)歷過(guò)的。同時(shí),遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制事件多,相應(yīng)的應(yīng)急控制和緊急處置需求也多,對(duì)任務(wù)的順利實(shí)施提出了很高的要求。
中繼衛(wèi)星系統(tǒng)保障交會(huì)對(duì)接
記者:怎樣進(jìn)行遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制?
錢衛(wèi)平:有三方面工作。一是組織北京航天飛控中心、西安衛(wèi)星測(cè)控中心、某控管中心等單位,對(duì)USB、中繼衛(wèi)星、GPS等多種測(cè)量手段的精度水平進(jìn)行摸底和仿真試驗(yàn)。二是對(duì)飛控流程進(jìn)行了優(yōu)化和細(xì)化,為飛控中心專門研制了注入數(shù)據(jù)快速驗(yàn)證會(huì)簽系統(tǒng)。三是針對(duì)應(yīng)急控制和緊急處置多的特點(diǎn),制定了100多種應(yīng)急預(yù)案,并進(jìn)行了逐一演練,一旦出現(xiàn)應(yīng)急情況能夠快速有效應(yīng)對(duì)。
記者:為完成首次交會(huì)對(duì)接任務(wù),測(cè)控通信系統(tǒng)在技術(shù)上有哪些改進(jìn)?
錢衛(wèi)平:較以往載人航天任務(wù)發(fā)生了較大變化,中繼衛(wèi)星系統(tǒng)正式參加任務(wù),形成了天地基相結(jié)合的測(cè)控體系;測(cè)量船由神七任務(wù)時(shí)的5艘調(diào)整為3艘,由于2艘已退役,增加了5個(gè)國(guó)家的測(cè)控站,其中三個(gè)是聯(lián)網(wǎng)的,以保重點(diǎn)、短航程為原則設(shè)計(jì)任務(wù)船位。
此外,新建了澳大利亞新當(dāng)加拉站,與巴西和法國(guó)開展國(guó)際聯(lián)網(wǎng),提高地面測(cè)定軌能力;調(diào)整上升段運(yùn)載火箭測(cè)控設(shè)備,進(jìn)一步加強(qiáng)了上升段測(cè)控能力等。
本報(bào)記者 仲玉維 郭少峰 通訊員 林利栓 魏錦文
■ 對(duì)策
遇太陽(yáng)活動(dòng)天宮一號(hào)可躲
今年是太陽(yáng)活動(dòng)較頻繁的一年,天宮一號(hào)成功發(fā)射進(jìn)入軌道后的空間環(huán)境成為各方關(guān)注的問(wèn)題。負(fù)責(zé)空間環(huán)境保障的相關(guān)專家表示,他們?nèi)齻(gè)月前就開始對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括空間天氣到底如何,對(duì)天宮一號(hào)有沒有潛在風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于昨晚發(fā)射后的空間環(huán)境,專家稱,根據(jù)會(huì)商結(jié)果,天宮一號(hào)發(fā)射時(shí)的空間環(huán)境是安全的,雖然之間太陽(yáng)活動(dòng)很劇烈,但現(xiàn)在已有下降趨勢(shì),可以達(dá)到安全水平。此外,天宮一號(hào)和以前的任務(wù)不太一樣,它的飛行器比較大一些,采用了很多新的高技術(shù)設(shè)備。
專家表示,劇烈的太陽(yáng)活動(dòng)會(huì)給飛行器的部件帶來(lái)短路等影響,地面會(huì)24小時(shí)監(jiān)控空間環(huán)境。假如環(huán)境對(duì)天宮一號(hào)有危害,天宮一號(hào)會(huì)用某種姿態(tài)來(lái)躲避。
本報(bào)記者 邢世偉 整理報(bào)道
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