神十一發(fā)射全過(guò)程(圖片來(lái)源:科技日?qǐng)?bào))
在天空中孤獨(dú)飛行一月有余的天宮二號(hào),終于要和她的“郎君”神舟十一號(hào)相會(huì)了?!吧袷弧毕喈?dāng)重視此次約會(huì),還載了兩個(gè)“證婚人”來(lái)見(jiàn)證。
可是,比子彈速度還要快8倍的他們,如何精準(zhǔn)無(wú)誤地找到對(duì)方,完成“驚世之吻”呢?放心,有了“電科月老”和兩名“證婚人”的指點(diǎn)幫助,這都不是事兒。
尋找:擁有了“火眼金睛”,再黑也能找得到
在黑暗的太空,“神十一”要想追上天宮二號(hào),必須隨時(shí)掌握“心上人”的蹤跡。中國(guó)電科早就在他們身上分別裝了激光雷達(dá)和光學(xué)成像敏感器,有了它們,就像擁有了“火眼金睛”,再黑也能找得到。
“激光雷達(dá)作為交會(huì)對(duì)接控制測(cè)量關(guān)鍵敏感器之一,將在中近距離段完成對(duì)目標(biāo)距離、角度、變化率等信息實(shí)時(shí)高精度測(cè)量,支撐導(dǎo)航控制系統(tǒng)完成控制任務(wù)?!?中國(guó)電科激光雷達(dá)項(xiàng)目副總師吳登喜介紹。
天宮二號(hào)上搭載了中國(guó)電科研制的激光雷達(dá)合作目標(biāo),“神十一”則搭載了激光雷達(dá)主機(jī)和信息處理機(jī),其探測(cè)的基本過(guò)程,是由安裝在“神十一”飛船上的激光雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出激光束,激光束照射到天宮二號(hào)上后返回信號(hào),激光雷達(dá)系統(tǒng)再根據(jù)接收到的返回信號(hào)計(jì)算分析。
天宮二號(hào)和“神十一”交會(huì)任務(wù)中還增加了飛船繞飛試驗(yàn)。飛船繞飛時(shí),需要躲避太陽(yáng)帆板、分支艙段和各種天線(xiàn)等突出物,避免碰撞、刮蹭等可能發(fā)生的事故。這時(shí),激光雷達(dá)“智慧眼”又可發(fā)揮作用,它可以時(shí)刻監(jiān)視周?chē)膹?fù)雜環(huán)境,測(cè)量相對(duì)位置關(guān)系,提供大視場(chǎng)范圍的精確測(cè)量數(shù)據(jù),引導(dǎo)飛船控制和保障與突出物體有足夠的安全距離。
光學(xué)成像敏感器則確保兩個(gè)高速運(yùn)行的飛行器更加迅速、可靠地對(duì)接在一起。中國(guó)電科研制的導(dǎo)航定位激光信息源是其中的關(guān)鍵組件,為光學(xué)成像敏感器提供高質(zhì)量的光源和保護(hù)。
擁抱:毫秒不差的良辰吉日,全靠準(zhǔn)時(shí)“掐點(diǎn)”
相遇的良辰吉日,不可有分毫誤差。為給這對(duì)新人“掐點(diǎn)”,“電科月老”打造了一套幾乎毫秒不差的“時(shí)統(tǒng)設(shè)備”。
“天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)的對(duì)接就像打仗一樣,指揮員總是要求大家‘對(duì)表’,確定一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間,各個(gè)系統(tǒng)才可以同步行動(dòng),否則,就會(huì)發(fā)生對(duì)接不上或兩個(gè)航天器相撞的后果?!敝袊?guó)電科副總工程師柴霖說(shuō)。
中國(guó)電科部署在發(fā)射中心、航天飛控中心、中繼衛(wèi)星控管中心、衛(wèi)星測(cè)控中心及各測(cè)控站、測(cè)量船上的“時(shí)統(tǒng)設(shè)備”就起到“對(duì)表”的作用。該設(shè)備可為整個(gè)航天系統(tǒng)中各種用戶(hù)設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào),使分散在各地的用戶(hù)設(shè)備在統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)下同步工作,3000年誤差不超過(guò)1秒。
此外,“天宮二號(hào)”要與“神十一”對(duì)接,時(shí)間精度要求非常高,這就需要T0控制臺(tái)。T0控制臺(tái)提供“神十一”發(fā)射的倒計(jì)時(shí)、反饋運(yùn)載火箭的點(diǎn)火時(shí)刻和起飛時(shí)刻,并分發(fā)到通信、測(cè)量和控制系統(tǒng)。為了避免單通道信息傳輸受阻,T0控制臺(tái)采用“雙通道”、雙處理的新模式,實(shí)現(xiàn)指令的分發(fā)與反饋毫秒不差、萬(wàn)無(wú)一失。
相守:甜蜜的幸福時(shí)刻,“神經(jīng)元”和“蜘蛛網(wǎng)”可隨時(shí)掌握
天宮二號(hào)和“神十一”相遇后,將在太空中共度一個(gè)月,創(chuàng)造史上最長(zhǎng)相守?!半娍圃吕稀迸鋫涞膫鞲衅鬟@些強(qiáng)大“神經(jīng)元”,可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)他們的相處進(jìn)展。 “電科月老”還打造了一張可天地互聯(lián)的通信測(cè)控“蜘蛛網(wǎng)”,有了它,“證婚人”就可以隨時(shí)傳達(dá)“情報(bào)”。
此次,中國(guó)電科為天宮二號(hào)、神舟十一號(hào)配套了數(shù)十種傳感器,應(yīng)用于運(yùn)載、飛船、航天員三大系統(tǒng)中的遙測(cè)、伺服、熱控、推進(jìn)、環(huán)控生保、航天服等分系統(tǒng),配套種類(lèi)包括壓力、溫度、濕度、位移、過(guò)載、氧氣、二氧化碳、離子感煙、電導(dǎo)、呼吸、心電、體溫等傳感器,其主要功能為環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制、航天員生理監(jiān)測(cè)、遙測(cè)測(cè)量等。
飛船上天后,兩位“證婚人”要想實(shí)現(xiàn)與地面?zhèn)鬟_(dá)小兩口的相處“情報(bào)”,實(shí)現(xiàn)天地間的通話(huà),主要依賴(lài)中國(guó)電科打造的密實(shí)蜘蛛網(wǎng)—通信測(cè)控設(shè)備。
海陸空構(gòu)成的測(cè)控網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)跟蹤、測(cè)量、遙控、遙測(cè)、安全控制、話(huà)音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽⒔邮盏降臏y(cè)量、遙測(cè)信息傳送給航天飛行控制中心,根據(jù)航天飛行控制中心的指令與飛行器通信,建立了飛行器與地面之間唯一的通路;通信系統(tǒng)包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)、天地超短波通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、載人航天實(shí)況電視系統(tǒng)等,這些設(shè)備負(fù)責(zé)完成任務(wù)期間各種測(cè)控?cái)?shù)據(jù)、指揮調(diào)度、天地通信話(huà)音和視頻等信息的順利傳輸,構(gòu)建了覆蓋各個(gè)站點(diǎn)的地面通信網(wǎng)絡(luò),為各個(gè)階段提供測(cè)控和通信保證。(王雪姣 記者 操秀英 付毅飛)