來(lái)源:新華社
2017-06-17 00:26:06
6月6日,硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心完成塔架吊裝工作,與運(yùn)載火箭對(duì)接。(來(lái)源:航天科技集團(tuán)五院)
新華社北京6月16日電(記者屈婷 全曉書 喻菲)中國(guó)首枚X射線天文望遠(yuǎn)鏡“慧眼”奔向太空,在550公里高的近地圓軌道上展開(kāi)對(duì)銀河系高靈敏度、高頻次的寬波段X射線巡天。穩(wěn)穩(wěn)“守護(hù)”它飛天的,是先進(jìn)的衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù)。
作為空間科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星,“慧眼”與普通衛(wèi)星最重要的區(qū)別就在于它攜帶的儀器是全新的、從前沒(méi)有用過(guò)的,否則就喪失了前沿探索的意義。這就對(duì)航天的發(fā)射和測(cè)控技術(shù)提出了很高要求:要為衛(wèi)星新儀器、新功能提供“私人訂制”服務(wù),還要確保工程質(zhì)量安全、可靠。
“慧眼”飛天,亮出了中國(guó)航天空間探測(cè)雄厚的“家底”。
“金牌平臺(tái)”讓“慧眼”飛得更穩(wěn)
“只要科學(xué)領(lǐng)域有需要,科學(xué)家有需求,中國(guó)航天技術(shù)就能提供讓用戶滿意的衛(wèi)星解決方案和各種相關(guān)服務(wù)。”硬X射線調(diào)制天文望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星工程總師馬世俊自信地說(shuō)。
他的信心來(lái)自于航天科技集團(tuán)五院(以下簡(jiǎn)稱五院)最為成熟的遙感衛(wèi)星平臺(tái)之一,已成功應(yīng)用于十余顆衛(wèi)星,可謂經(jīng)驗(yàn)豐富的“金牌平臺(tái)”。這個(gè)平臺(tái)不論是承載能力、載荷安裝方式還是穩(wěn)定性等,都有很強(qiáng)的任務(wù)適應(yīng)能力。
衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師倪潤(rùn)立指出,硬 X 射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)模式與傳統(tǒng)衛(wèi)星不太一樣。“傳統(tǒng)遙感衛(wèi)星多是對(duì)地觀測(cè),姿態(tài)比較穩(wěn)定,有固定的指向。這顆衛(wèi)星觀測(cè)的目標(biāo)是全天球,在天上要頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)。我們根據(jù)它的科學(xué)目標(biāo),制定了幾個(gè)有針對(duì)性的模式,包括巡天觀測(cè)模式、小天區(qū)觀測(cè)模式和定點(diǎn)觀測(cè)模式。”
“慧眼”衛(wèi)星在軌運(yùn)行示意圖
多種觀測(cè)模式對(duì)保持“姿態(tài)穩(wěn)定”提出了極高要求。針對(duì)這些科學(xué)需求,研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了詳盡的任務(wù)分解與分析,對(duì)多方案進(jìn)行比較,采用多種慣性定向姿態(tài)控制方式,最終保證了任務(wù)的實(shí)施。
讓“乘客”感到冷熱適宜
在為“慧眼”提供提供“私人訂制”服務(wù)時(shí),五院研制團(tuán)隊(duì)面臨的最大挑戰(zhàn)就是:如何讓所有的“乘客”感到冷熱適宜。原來(lái),“慧眼”承載了中、高、低能望遠(yuǎn)鏡,而且為了保證探測(cè)精度,這三位“乘客”都集中安裝在同一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上,但是它們對(duì)溫度的要求各異。
5月17日,硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡在酒泉發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行太陽(yáng)翼對(duì)接前整星熱控實(shí)施工作。(來(lái)源:航天科技集團(tuán)五院)
差異有多大?衛(wèi)星熱控副主任設(shè)計(jì)師、載荷熱控主任設(shè)計(jì)師周宇鵬博士說(shuō):“在一張桌子這么大的地方,高能探測(cè)器的溫度要在18攝氏度左右,而中能和低能探測(cè)器的工作溫度卻可能低到-80攝氏度或-40攝氏度。”
“就好比一個(gè)人只有一件衣服,卻要在南極和赤道都能生存下來(lái)。”周宇鵬說(shuō),這對(duì)衛(wèi)星的熱控技術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)。
為了讓“乘客“都“心情愉悅”,五院技術(shù)團(tuán)隊(duì)拿出了最深厚的技術(shù)儲(chǔ)備,發(fā)揮了極致的巧思:不但運(yùn)用了多級(jí)隔熱措施保護(hù)控制漏熱、國(guó)內(nèi)首屈一指的深冷熱管技術(shù)、梯度溫度加熱實(shí)現(xiàn)防污染控制等聽(tīng)上去就非常酷炫的“黑科技”,還很溫馨地給衛(wèi)星打了一頂“遮陽(yáng)傘”(遮陽(yáng)板)。
周宇鵬說(shuō),這把“遮陽(yáng)傘”既巧妙地為中低能探測(cè)器擋住了陽(yáng)光,實(shí)現(xiàn)了低溫工作環(huán)境,同時(shí)還能為高能探測(cè)器加熱。這也讓“慧眼”成為第一個(gè)安裝“遮陽(yáng)傘”的衛(wèi)星。
配備專屬“太空信使”
“慧眼”在太空將全年無(wú)休地進(jìn)行觀測(cè),五院西安分院的研究人員為它配了一名專屬的“太空信使”——數(shù)傳分系統(tǒng)。這個(gè)信使會(huì)將“慧眼”搜集到的數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)記錄系統(tǒng)或通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)降孛娼邮照尽?/p>
該系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人許興說(shuō),“慧眼”的“信使”要數(shù)年不間斷地工作,這在其他衛(wèi)星上從未有過(guò)。為了確保信使的身體健康,他們采取了抗輻照加固、定時(shí)刷新等手段提高它的抵抗力和自愈能力。
五院的硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師潘騰說(shuō),數(shù)據(jù)傳輸也是難點(diǎn)。相比有固定的對(duì)地指向的遙感衛(wèi)星和通信衛(wèi)星,“慧眼”卻要指向天上任何區(qū)域,天線也并沒(méi)有指向地球。“為了保證衛(wèi)星在觀測(cè)過(guò)程中數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸,我們采取了很多自動(dòng)化的程序。”
多領(lǐng)域、多平臺(tái)、全方位服務(wù)科學(xué)探測(cè)
潘騰說(shuō),“慧眼”是在中國(guó)衛(wèi)星研制雄厚的技術(shù)實(shí)力基礎(chǔ)上進(jìn)行全面升級(jí),創(chuàng)造性地邁出空間科學(xué)探索步伐的一顆“新星”,彰顯了中國(guó)航天多領(lǐng)域、多平臺(tái)、全方位服務(wù)科學(xué)探測(cè)和研究的能力。
比如,2016年成功發(fā)射并順利返回的首顆返回式微重力科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星——“實(shí)踐十號(hào)”,便是以成熟的返回式衛(wèi)星平臺(tái)為支撐,全面滿足了19項(xiàng)空間科學(xué)試驗(yàn)的不同需求,完成了天地往返的旅程。
而“嫦娥二號(hào)”、“嫦娥五號(hào)飛行試驗(yàn)器”的成功經(jīng)驗(yàn),將助力“嫦娥五號(hào)”任務(wù)完成。潘騰說(shuō),空間科學(xué)衛(wèi)星的研制,對(duì)航天技術(shù)發(fā)展既是要求,也是挑戰(zhàn),“兩者是相互促進(jìn)的一種關(guān)系”。這些工程成果證明,中國(guó)已初步掌握了多目標(biāo)任務(wù)設(shè)計(jì)、探測(cè)器軌道測(cè)量、目標(biāo)特性觀測(cè)、高可靠自主控制與管理、目標(biāo)捕獲等理論和技術(shù)。
面對(duì)空間科學(xué)探測(cè)所帶來(lái)的新挑戰(zhàn),中國(guó)航天也做好了充分的儲(chǔ)備。比如,五院提出了“近地小天體普查與定位”系統(tǒng)及項(xiàng)目,用于近地天體普查及定位,同時(shí)對(duì)主帶小行星等太陽(yáng)系其他小天體開(kāi)展高效的巡天觀測(cè)。
據(jù)悉,五院將攜手國(guó)內(nèi)各相關(guān)單位,科學(xué)規(guī)劃、發(fā)展月球及深空探測(cè)領(lǐng)域,推動(dòng)中國(guó)空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展。
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