傘花在空中綻放，牽引神舟十四號返回艙緩緩下落。日前，神舟十四號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸，執(zhí)行飛行任務(wù)的航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲順利出艙，身體狀態(tài)良好，神舟十四號載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。
(資料圖)
此次神舟十四號乘組返回是中國空間站“T”字基本構(gòu)型建成后的首次返回任務(wù)，也是載人飛船首次在冬季夜間返回東風(fēng)著陸場。相較此前任務(wù)，低溫與暗夜是本次任務(wù)的兩大挑戰(zhàn)。面對考驗(yàn)，我國科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新多項(xiàng)技術(shù)方法，為神舟十四號乘組順利回家保駕護(hù)航。
層層牽引，織密通信測控網(wǎng)
從返回艙變速進(jìn)入返回軌道到推進(jìn)艙與返回艙分離，從返回艙進(jìn)入大氣層到安全著陸……返回的每一步，離不開層層牽引，護(hù)航歸途。
作為中國載人航天工程副總指揮單位，中國電科在海陸空天布設(shè)密不透風(fēng)的航天測控通信網(wǎng)，提供全鏈路穩(wěn)定跟蹤測量的雷達(dá)“智慧眼”，研發(fā)精準(zhǔn)定位確保“艙落機(jī)臨”的系列定向“順風(fēng)耳”等電子信息系統(tǒng)和裝備，為飛船安全返航照亮歸途，確保快速精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，圓滿完成返回搜救任務(wù)。
在返回艙變軌、與推進(jìn)艙分離、進(jìn)入大氣層、安全著陸等階段，都需要測控系統(tǒng)通過遙測、外測來接收和發(fā)送指令，觀測分析飛行器位置、速度、姿態(tài)。“在主著陸場，我們布設(shè)了衛(wèi)星通信固定站、車載站、便攜站等衛(wèi)通系統(tǒng)，保障調(diào)度指令、數(shù)據(jù)傳輸和圖像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和清晰度。”中國電科網(wǎng)通院衛(wèi)星通信系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師李曉芳告訴記者，在新建和升級后的系統(tǒng)中，研制的大功率功放和高速調(diào)制解調(diào)器，大大提升衛(wèi)星通信傳輸能力，傳輸容量提升5至10倍。
據(jù)了解，最新研制的回收區(qū)北斗態(tài)勢系統(tǒng)，利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位和短報(bào)文功能，構(gòu)建了指揮中心、前方指揮、搜索平臺三位一體的指揮體系，大幅提升返回艙搜索效率，縮短回收時(shí)間。
雷達(dá)跟測，做精準(zhǔn)返航的“燈塔”
“酒泉雷達(dá)跟蹤正常”“渭南雷達(dá)跟蹤正常”“太原雷達(dá)跟蹤正常”……沿著神舟十四號“回家路”，中國電科部署多型測控雷達(dá)，通過精準(zhǔn)的坐標(biāo)測量和精細(xì)的成像處理，擔(dān)負(fù)返回區(qū)首點(diǎn)截獲、黑障區(qū)連續(xù)跟蹤等任務(wù)。
返回艙再入大氣層時(shí)會(huì)有“黑障效應(yīng)”，將隔絕返回器與地面測控站之間的通信聯(lián)絡(luò)。為此，中國電科自主研制的測量雷達(dá)創(chuàng)新采用智能化鞘套判別、復(fù)雜波形設(shè)計(jì)等目標(biāo)探測跟蹤技術(shù)，持續(xù)開展跟蹤測量，緊盯黑障區(qū)“隱身”的返回艙，防止其偏離預(yù)定著陸區(qū)域，像“燈塔”一樣確保返回艙精準(zhǔn)返航。
黑暗和極寒雙重挑戰(zhàn)，對定向搜救設(shè)備提出了更高要求。
著陸回收階段，“發(fā)現(xiàn)243信號”“243信號跟蹤正常”等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息指令響徹北京飛控中心指控大廳，這是中國電科自主研發(fā)的定向儀系列產(chǎn)品，其構(gòu)建的近、中、遠(yuǎn)程搭配，海、陸、空協(xié)同的立體化搜索定向網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)揮作用。
中國電科22所載人航天任務(wù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人宋磊介紹，本次任務(wù)中，科研團(tuán)隊(duì)強(qiáng)化天空地一體化搜索引導(dǎo)體系建設(shè)，最新研制的航天員通話電臺，在著陸場與測控系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)無縫銜接，首次將艙內(nèi)航天員呼叫話音“延伸”至北京飛控中心。
“我們還研制了直升機(jī)前艙搜索引導(dǎo)系統(tǒng)，不僅能針對著陸場現(xiàn)場的多源搜救信息進(jìn)行深度融合、智能決策，還能與北京指控大廳落點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)同步，幫助搜索直升機(jī)在上千公里之外就能提前預(yù)知返回艙的運(yùn)行軌跡，為搜索任務(wù)爭取了寶貴‘提前量’。”宋磊說。
全面護(hù)航，保障航天員的工作生活
除了照亮歸途，近半年來，中國電科也持續(xù)運(yùn)用電子信息技術(shù)全面保障航天員的工作生活。
今年6月5日，陳冬、劉洋、蔡旭哲3名中國航天員搭乘神舟十四號載人飛船成功飛向中國空間站天和核心艙。在神舟十四號載人飛船與空間站組合體交會(huì)對接過程中，中國電科研制的激光雷達(dá)多方位、大范圍接收光信號，實(shí)時(shí)提供飛船與空間站的相對位置信息。交會(huì)對接的精準(zhǔn)“慧眼”，則有賴于中國電科突破了大動(dòng)態(tài)、高精度、多參數(shù)實(shí)時(shí)測量等難題，實(shí)現(xiàn)了新掃描體制、多目標(biāo)切換和多目標(biāo)識別等功能。
航天員與地面如何實(shí)時(shí)通話？“我們專門研制了天地衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在天地之間打造了一條高效、穩(wěn)定的通信傳輸‘天路’。”李曉芳介紹，在“太空授課”過程中，空間站、天鏈中繼衛(wèi)星和地面站的通信系統(tǒng)共同參與，織就了立體通信測控網(wǎng)，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從引進(jìn)設(shè)備集成到全部自主創(chuàng)新，信息傳輸速率提升40倍，由之前的2小時(shí)縮短至3分鐘。
在實(shí)施出艙活動(dòng)期間，機(jī)械臂分系統(tǒng)全程配合航天員開展出艙活動(dòng)，中國電科為機(jī)械臂配套了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件及高精度位置傳感器、末端執(zhí)行器等關(guān)鍵設(shè)備，助力航天員靈活操縱。
據(jù)中國電科15所相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉蕾介紹：“我們還配備了三維綜合立體顯示系統(tǒng)，采用三維孿生技術(shù)，以真實(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)場景中航天器運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空間站任務(wù)真實(shí)運(yùn)行場景與數(shù)字平臺同步虛實(shí)數(shù)字孿生，實(shí)時(shí)展示空間站全貌，并展現(xiàn)機(jī)械臂艙外運(yùn)動(dòng)、艙體在軌飛行、航天員出艙動(dòng)作等真實(shí)效果。”
中國電科還為航天員配套了壓力傳感器等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對艙內(nèi)環(huán)境、食物、航天員生理指標(biāo)等的精確檢測。
光明日報(bào)記者 崔興毅
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