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随着嫦娥一号月球探测卫星的成功发射,人们把越来越多的目光投向了远在大洋圆满完成此次海上测控任务的我国航天远洋测量船队。
大家在喝彩和感叹测量船在“嫦娥”任务中出色表现的同时,也对他们如何完成海上测控任务、海上测控的意义、特点及海上测控与陆地测控的不同等问题产生了更多的好奇和兴趣。现在,就让我们一起走进中国卫星海上测控部,去逐一揭晓这些广大读者所关注的焦点。
延伸的触角
世界上第一枚运载火箭发射时,其射程仅为几百千米,一部雷达就可完成对它的全程跟踪测量。随着航天技术的发展,远程运载火箭及卫星相继问世,它们飞行时间长、航程远。我国本土测控站已经不能满足对这些航天器跟踪测量的需要,这就需要建立国土以外的测控站。于是,活跃在占地球71%的海洋上的机动航天测控站——远洋测量船应运而生。
在几代党和国家领导人的亲切关怀下,1977年8月和1978年9月远望一号、远望二号测量船在江南造船厂建成下水,它们的建成使用标志着我国具备了对飞船、卫星及其它航天飞行器进行海上跟踪测量以及与任务中心进行实时通信和数据交换的能力,从此,我国成为世界上第四个拥有航天测量船的国家。1994年,我国又建成了第二代航天远洋测量船远望三号,它的诞生使中国跨入了自行建造现代远洋测量船队的世界先进行列。1998年7月,由原来国家海洋局的“向阳红10号”改造而成的又一劲旅——远望四号船正式交付使用。至此,我国拥有了四艘航天测量船,一个遍布世界三大洋的海上移动测控网形成。
游弋大洋的“眼睛”
我国的四艘远望号测量船是中国航天测控网的一个重要组成部分,主要为卫星、飞船和其他航天飞行器提供海上跟踪测控服务。四艘远望号船设备完善、功能齐全,集中了我国当今机械、电子、气象、光学、通信、计算机等方面的先进技术,其硬件设施达到了国际先进水平。船上安装的各种各样的雷达和遥测设备,既能测量火箭、卫星和飞船等航天飞行器的外部状况,也能探听它们内部的奥秘。“神舟”任务中,远望号船担负着跟踪测量航天器的飞行轨迹,接收遥测信息,发送遥控指令,与航天员通信等任务。船上装备的相应的设备,可以保证在南北纬60度以内的任何海域航行。从人员上看,有三分之二以上的工程技术人员都是直接从事航天高科技的事业,从某种意义上讲,测量船是我们国家高技术的集成者。
海上测控 特点突出
海上测量与陆上测量差异很大,技术上更为复杂。海上测量是在海水流动、船体摆动、天线晃动、目标移动等复杂动态环境下捕捉高速运动的航天器,并对它们进行复杂的控制。而且控制时间很短,战机稍纵即逝,一秒甚至一毫秒的误差都会造成极其严重的后果。
为使测量船满足各种任务测控要求,广大科技人员刻苦钻研,勇于攻关,对设备和测量方式进行了一系列自主创新设计和改造。如航天测量船的许多大型测控通信天线密集在上甲板上,电磁环境复杂,天线视角受到许多限制。电磁环境的复杂性要求在测量船的船舶设计与建造、测控通信设备的总体设计与研制中,要很好地处理好电磁兼容问题。在远洋测量船执行试验任务中,需要通过测量工况设计来解决天线视角受限的问题。多年来,他们相继攻克了船摇稳定、电磁兼容、海上标校、航天器轨道确定和改进、航天器海上测控等关键技术,成功实现了海上测控事业的一系列重大跨越。目前,中国航天远洋测量船队的测控能力、测控精度、自动化程度和可靠性等整体技术已达到了国际先进水平。
航天远洋 六大跨越
截至今年4月底,远望号测量船队已57次远征三大洋,66次出色地完成了国家级重大科研试验任务,安全航行130余万海里,成功率达到100%,创造了世界航天测控史上的奇迹。我国的航天远洋测控实现了六大历史性跨越:
1980年5月,圆满完成了我国第一枚远程运载火箭飞行试验任务, 实现了我国航天测量从陆地到海洋的跨越。
1984年4月,圆满完成了我国第一颗地球同步试验通信卫星的测量任务,实现了航天测量从运载火箭测量到卫星测量的跨越。
1990年4月,我国首次承揽国外卫星发射业务,远望号测量船队圆满完成了由美国制造的亚洲一号卫星测量任务,实现了从国内卫星发射测量到国外商业卫星发射测量的跨越。
1997年6月,远望号测量船连续7天对风云二号卫星进行跟踪测量和控制,实现了航天测量从单一测量到综合测控的跨越。
1999年11月以来,远望号测量船队成功完成了神舟号载人飞船的测控任务,实现了航天测量从卫星测控到载人航天测控的跨越。
2007年10月、11月间,嫦娥一号卫星任务中,远望号测量船队跟踪测控距离从7万千米延伸到40万千米,实现了航天测量从航天器地球轨道到月球轨道测控的跨越。
六大跨越雄辩地证明:我们已经成功地走出了一条具有中国特色的海上航天测控之路。
新的航程 新的使命
随着我国航天事业的迅猛发展,后续航天试验任务频度加大,型号种类复杂,轨道类型增多,对航天远洋测量船队的测控通信支持能力提出了新的更高的要求。为适应未来高强度航天飞行试验任务要求,我国新建了第三代航天远洋测量船。远望五号采用当今船舶、航海气象、电子、机械、光学、通信、计算机等领域的最新技术,分为船舶、测控、通信、气象四个系统。甲板上同时安装了S波段统一测控系统、C波段统一测控系统和C波段脉冲雷达三套大型测控设备,这在测量船建造史上尚属首次,大大提高了测量船完成海上科研试验任务的能力。船内采用光纤构建综合信息传输平台,各大系统能够利用这个平台扩展业务功能,实现了测量船与海上测控部及各系统中心联网,共享信息资源,具备了海上联合会诊的能力。新测量船测控设备数字化、标准化、系列化和通用化水平明显提高。它们的建成使用,可以为我国载人航天、探月及导航定位等大型航天工程提供更强有力的海上测控支持,为我国航天事业的发展发挥更大的保障和促进作用。