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10月31日23時(shí)44分，搭載神舟二十一號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙二十一運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，成功將載有3名航天員的神舟二十一號(hào)載人飛船精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。于北京時(shí)間11月1日3時(shí)22分，成功對(duì)接天和核心艙前向端口，整個(gè)對(duì)接過(guò)程歷時(shí) 3.5 個(gè)小時(shí)，創(chuàng)造了神舟飛船與空間站交會(huì)對(duì)接的最快紀(jì)錄。
從遍布全身的核心元器件到陸海空天全覆蓋的核心系統(tǒng)，從拔地而起的密切監(jiān)視到漫游太空的全方位支撐，本次任務(wù)中，中國(guó)電科用一系列迭代升級(jí)的航天產(chǎn)品，為發(fā)射任務(wù)筑牢全方位的電子信息安全屏障。
五度春秋礪硬功
測(cè)控通信從“精準(zhǔn)跟蹤”到“智能護(hù)航”的跨越
“捕捉到神舟軌跡，狀態(tài)良好！”自2021年首次應(yīng)用第三代“綜合化測(cè)控體系”以來(lái)，該系統(tǒng)一直高效穩(wěn)定運(yùn)行。
“該系統(tǒng)是新一代載人航天測(cè)控通信設(shè)備，在前面兩代系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，我們對(duì)技術(shù)進(jìn)行了迭代升級(jí)，既有傳統(tǒng)測(cè)控功能，又有高速數(shù)據(jù)傳輸功能。使用起來(lái)就像智能手機(jī)一樣，可支持在一套航天測(cè)控通信設(shè)備中同時(shí)安裝多個(gè)APP，使得不同信號(hào)形式、工作模式、技術(shù)體制的功能同時(shí)或分時(shí)使用。”技術(shù)專家表示，該系統(tǒng)具備多重組、深綜合、全國(guó)產(chǎn)、高可靠四大特點(diǎn)，大大提高了設(shè)備使用率和任務(wù)可靠度。
性能更強(qiáng)、也更聰明。系統(tǒng)的軟件硬件均實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，并針對(duì)整個(gè)發(fā)射任務(wù)進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)計(jì)，具備“無(wú)人值守”能力。“即使工作人員不操作，該測(cè)控系統(tǒng)也能通過(guò)‘思考’和‘判斷’，精確接收航天器發(fā)回地球的運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)信息、科研資料，有力保障航天員與地面指揮中心雙向溝通、圖像傳輸、測(cè)量控制、安全控制等重大任務(wù)。”專家表示。
作為發(fā)射場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)的主干設(shè)備，配備的連續(xù)波高精度測(cè)量系統(tǒng)能夠不受天氣影響，全天候高精度跟蹤測(cè)量目標(biāo)的速度、距離和方位，擔(dān)負(fù)著掌控火箭飛行狀態(tài)的“千里眼”“順風(fēng)耳”和“指揮棒”的作用，以厘米級(jí)每秒的精度實(shí)時(shí)跟蹤火箭運(yùn)行，為地面控制中心提供決策支持。
千錘百煉還堅(jiān)韌
交會(huì)對(duì)接從“安全可控”到“不斷超越”的蝶變
新增多目標(biāo)識(shí)別和繞飛功能，突破大動(dòng)態(tài)、高精度、多參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量等難題……近年來(lái)，為給空間交會(huì)對(duì)接提供更精準(zhǔn)支撐，激光交會(huì)對(duì)接雷達(dá)團(tuán)隊(duì)對(duì)設(shè)備性能不斷迭代升級(jí)。
“作為應(yīng)用于載人飛船和空間站交會(huì)對(duì)接的主要導(dǎo)航敏感器，我們的激光交會(huì)對(duì)接雷達(dá)遍布空間站各艙段，完成距離、角度等飛行參數(shù)的測(cè)量，確保每艘載人飛船與空間站完成精準(zhǔn)交會(huì)對(duì)接。”技術(shù)人員表示，練就精準(zhǔn)“慧眼”，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別和切換等功能，確保精準(zhǔn)完成交會(huì)對(duì)接。
在本次交會(huì)對(duì)接的平移靠攏段，創(chuàng)新研制的導(dǎo)航定位激光信息源作為連續(xù)第十一次執(zhí)行任務(wù)的“靠譜”老將，依舊一如既往又穩(wěn)又準(zhǔn)，其具備輕重量、小型化、高可靠、高發(fā)射功率和模塊化設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。截至目前，該產(chǎn)品累計(jì)支撐近地軌道、近月軌道等在軌交會(huì)對(duì)接任務(wù)滿十年，在軌服役共計(jì)百余套。
同樣第十余次執(zhí)行交會(huì)對(duì)接任務(wù)的還有混合式步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)飛船與空間站對(duì)接時(shí)，該電機(jī)可在無(wú)系統(tǒng)反饋情況下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器的細(xì)分控制，在單電機(jī)驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)精度高、平穩(wěn)性好的精準(zhǔn)細(xì)分微動(dòng)，從而引導(dǎo)對(duì)接任務(wù)成功完成。
在地面就可1：1高保真可視化復(fù)現(xiàn)太空交會(huì)對(duì)接過(guò)程，中國(guó)電科研制的三維綜合立體顯示系統(tǒng)，為地面控制人員打開(kāi)了觀察太空的全景視界。該系統(tǒng)搭載具備自主創(chuàng)新的實(shí)時(shí)三維仿真可視化引擎，實(shí)現(xiàn)了部件級(jí)精細(xì)化建模與仿真能力，支持對(duì)載人飛船對(duì)接、繞飛、撤離等關(guān)鍵任務(wù)過(guò)程進(jìn)行1：1高保真可視化復(fù)現(xiàn)，為航天任務(wù)提供有力技術(shù)保障。
精研細(xì)造鑄微器
核心器件從“穩(wěn)定運(yùn)行”到“極致可靠”的躍升
小的只有幾毫米，大的也不過(guò)幾厘米，在火箭和飛船全身遍布數(shù)以千計(jì)的關(guān)鍵元器件，看似平凡，卻不可或缺。
累計(jì)在軌超百萬(wàn)小時(shí)，功率跨越升級(jí)10倍……中國(guó)電科研制的Ka波段空間行波管是飛船載荷的核心器件，可耐受強(qiáng)輻照、高真空等太空環(huán)境，為信號(hào)的傳輸提供高效、強(qiáng)健的放大通道。近年來(lái)，面向不同衛(wèi)星型號(hào)對(duì)空間行波管需求，團(tuán)隊(duì)按照不同頻率、功率、散熱方式等不同要求，“量身打造”一系列譜系化產(chǎn)品，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，以其高可靠性和高一致性特點(diǎn)，全力保障成功發(fā)射。
“產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高！”中國(guó)電科成功保障了百余次航天發(fā)射任務(wù)的雷達(dá)射頻組件、微封裝鎖相源等多種產(chǎn)品，這次依然表現(xiàn)完美，系列組件體積小、集成度高、性能優(yōu)異，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)充分論證了方案可行性，有力保障射頻信號(hào)的穩(wěn)定傳輸，為交會(huì)對(duì)接提供精確的測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角信息及通信數(shù)據(jù)。
持續(xù)突破航天用關(guān)鍵器件核心技術(shù)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)攻克系列微波組件、線纜、傳感器等多項(xiàng)技術(shù)難題，研制完成低成本、技術(shù)先進(jìn)的器件模組，實(shí)現(xiàn)天地通信正常運(yùn)行。研制配套的多款微波組件和二極管，具有高集成、高可靠等特點(diǎn)，承擔(dān)著信號(hào)放大、檢波、混頻和倍頻等核心功能，為信號(hào)處理和傳輸提供關(guān)鍵技術(shù)支持。高性能電子安裝線整體重量比普通線纜輕10%，宇航百兆網(wǎng)線具備輕量化、衰減小等優(yōu)勢(shì)，可用于保證艙內(nèi)外電氣、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和天地往返網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的良好傳輸。配備的20余種、百余只傳感器，相當(dāng)于人的五官，可將感知到的外部環(huán)境形成各種數(shù)據(jù)參數(shù)，保障航天員生理安全和任務(wù)的順利進(jìn)行。
發(fā)電能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠性高、在軌驗(yàn)證充分，為飛船打造的剛性太陽(yáng)電池陣產(chǎn)品，即使面對(duì)超低軌中復(fù)雜的空間環(huán)境，也能“穩(wěn)如泰山”，讓航天員的“太空出差”一路平安。先后攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，中國(guó)電科研發(fā)的多款高可靠抗輻射厚膜電源及濾波器，可為艙體各功能單元提供穩(wěn)定供電，保證飛船平穩(wěn)飛行。
