四川在線記者 徐莉莎 田姣

10月16日，搭載神舟十三號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。

圖片來源：新華社

來自四川成都的航天員葉光富搭乘神舟十三號(hào)升空，開啟為期6個(gè)月的太空生活。他也是四川首位航天員。

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這次，除了出人，我們還出設(shè)備!

此次參與任務(wù)的運(yùn)載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)以及地面應(yīng)用系統(tǒng)中，都能看到“四川造”的智慧。它們中，有的是為火箭、飛船、空間站保駕護(hù)航，有的則被希望“永遠(yuǎn)派不上用場(chǎng)”。

在川央企承建70%測(cè)控網(wǎng)，航天器“眼明心亮不迷路”

茫茫太空，我們?nèi)绾握业胶教炱鞯奈恢?，如何指揮航天器執(zhí)行一系列指令，如何與航天員取得聯(lián)系?

這都離不開我國建設(shè)的航天測(cè)控網(wǎng)。來自成都的中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所(簡(jiǎn)稱“中電十所”)就承研了其中70%的設(shè)備。

可以說，他們?yōu)樯裰凼?hào)，織就了一張安全高效的測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)。

作為載人航天工程中的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，測(cè)控系統(tǒng)的任務(wù)是完成對(duì)運(yùn)載火箭、載人飛船的測(cè)控管理，也像一根“風(fēng)箏線”，連接航天器與地面之間的通信。它主要由控制中心、測(cè)控站、測(cè)量船、天鏈衛(wèi)星組成。

“從神舟一號(hào)到神舟十三號(hào)的測(cè)控保障，我們十所打滿全場(chǎng)，是絕對(duì)的主力?！敝须娛笨偣こ處煵窳卣f，這是中電十所幾代人傳承的結(jié)果。

最初，這張網(wǎng)只有陸地上的少數(shù)測(cè)控站和海上的遠(yuǎn)望船。柴霖回憶，在2003年楊利偉搭乘神舟五號(hào)載人航天飛船上天時(shí)，還沒有中繼衛(wèi)星，測(cè)控覆蓋率不到20%。這也就意味著，航天員進(jìn)入茫茫天空，很長(zhǎng)時(shí)間都是失聯(lián)的，“這對(duì)任務(wù)執(zhí)行和航天員的心理都是極大的挑戰(zhàn)”。

2006年起，中電十所開始研制天鏈中繼衛(wèi)星，“相當(dāng)于把地面的測(cè)控站點(diǎn)搬到了天上”。柴霖說，目前已有5顆十所承研的天鏈衛(wèi)星，在距離地球3.6萬公里遠(yuǎn)的靜止軌道上運(yùn)行。

陸基、?；?、天基測(cè)控點(diǎn)的布局，形成了立體交織的測(cè)控網(wǎng)，對(duì)航天器的測(cè)控覆蓋率達(dá)到100%。

隨著測(cè)控網(wǎng)數(shù)傳速率的不斷提升，天地通信的“縣道”升級(jí)成了“高速路”。航天員進(jìn)入太空后，不僅可以“眼明心亮不迷路”，隨時(shí)隨地與地面高速通信。我們看到航天員進(jìn)行天地話音通信、在空間站內(nèi)上網(wǎng)沖浪，還有大量科學(xué)數(shù)據(jù)的傳輸，都靠這張網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。

載人航天任務(wù)必須萬無一失。以往，中電十所都需要派人到發(fā)射場(chǎng)和各測(cè)控站點(diǎn)保障。隨著這套系統(tǒng)可靠性和智能化程度提高，“現(xiàn)在我們提倡‘零保障’，在沒有重大技術(shù)狀態(tài)變更情況下，可以不用派人到現(xiàn)場(chǎng)保障?！?/p>

柴霖還透露，這套測(cè)控網(wǎng)不止是載人航天工程的專屬，目前我國發(fā)射在軌的200多顆衛(wèi)星的長(zhǎng)期管理、遙測(cè)遙控、數(shù)據(jù)傳輸，也都靠它同時(shí)在保障。

正式任務(wù)中這個(gè)設(shè)備從未被啟用，希望它永遠(yuǎn)派不上用場(chǎng)

運(yùn)載火箭應(yīng)答機(jī)、中繼終端、視頻系統(tǒng)、T0控制臺(tái)……在測(cè)控系統(tǒng)外，中電十所參與的關(guān)鍵設(shè)備研制還有很多。

但其中有一件，在正式任務(wù)中還從未被啟用。那就是火箭上的逃逸指令接收機(jī)。

作為救生裝置，凡是執(zhí)行載人航天任務(wù)的火箭上，都會(huì)裝載逃逸塔。它位于火箭最頂尖，塔高8米，從遠(yuǎn)處看好似火箭上的避雷針，被譽(yù)為是保障航天員安全的“生命之塔”。

一旦火箭發(fā)射過程中發(fā)生偏離了軌道、或者點(diǎn)火不正常等意外情況，地面控制人員會(huì)連續(xù)向飛船發(fā)送逃逸指令代碼。這時(shí)，位于逃逸塔內(nèi)的逃逸指令接收機(jī)就會(huì)起到非常重大的作用。

首先，它會(huì)收到信息，解讀信息，根據(jù)地面控制人員連續(xù)發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)校驗(yàn)、糾錯(cuò)和判斷。一旦確定逃逸指令，它會(huì)自動(dòng)發(fā)指令給逃逸塔，后者迅速帶著航天員的艙脫離火箭。

柴霖說，這個(gè)逃逸指令接收機(jī)，我們做過很多實(shí)驗(yàn)，但在正式任務(wù)中從未啟用過。“我們也希望它永遠(yuǎn)不要被啟動(dòng)。”

中電十所還承研了長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭的“眼睛”——應(yīng)答機(jī)。它與地面雷達(dá)協(xié)同，完成對(duì)運(yùn)載火箭的全程實(shí)時(shí)航跡測(cè)量，提供精準(zhǔn)的外測(cè)數(shù)據(jù)，用以判斷飛行是否正常?？梢哉f，它是飛船能否正常發(fā)出的重要一環(huán)。

發(fā)射對(duì)時(shí)準(zhǔn)不準(zhǔn)，這位來自成都的“時(shí)間指揮官”很重要

“3、2、1……發(fā)射!”對(duì)火箭發(fā)射來說，時(shí)間精準(zhǔn)的重要性不言而喻，如果有絲毫差錯(cuò)就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，最終功虧一簣。

為此次發(fā)射提供統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)的，是中電十所控股的成都天奧電子股份有限公司研發(fā)的時(shí)統(tǒng)設(shè)備和T0控制臺(tái)。

在火箭發(fā)射離開發(fā)射架的一瞬間會(huì)觸發(fā)一個(gè)信號(hào)，T0控制臺(tái)就是接收這個(gè)觸發(fā)信號(hào)的設(shè)備，將此時(shí)此刻標(biāo)記為“T0時(shí)刻”。因此它才得名為“T0控制臺(tái)”。

T0控制臺(tái)把這個(gè)時(shí)刻記錄下來之后，就通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)給中心計(jì)算機(jī)，中心計(jì)算機(jī)則把這個(gè)時(shí)間信號(hào)發(fā)送給整個(gè)相關(guān)的測(cè)控系統(tǒng)。由于火箭測(cè)控系統(tǒng)分布在世界各個(gè)點(diǎn)位， 各大測(cè)控系統(tǒng)就根據(jù)這個(gè)“T0”時(shí)刻開展緊張的計(jì)算，來推測(cè)火箭在發(fā)生過程中到達(dá)自己的監(jiān)控范圍時(shí)會(huì)處于在什么時(shí)間、什么方位、什么姿態(tài)，從而調(diào)整出正確的測(cè)控參數(shù)來保證火箭的飛行狀態(tài)能夠并被正確地記錄。

T0時(shí)刻的準(zhǔn)確性決定了火箭飛行彈道的計(jì)算精度與時(shí)間飛行軌跡的偏差，是火箭飛行正確執(zhí)行控制的關(guān)鍵因素，可謂“失之毫厘、錯(cuò)之千里”。

火箭發(fā)射具有嚴(yán)格的時(shí)間窗口，需要精密控制發(fā)射時(shí)間，所有地面測(cè)控系統(tǒng)時(shí)刻在對(duì)火箭進(jìn)行著定位和定時(shí)，以此來計(jì)算飛行軌跡。

為保證運(yùn)行軌跡與地面操控的精準(zhǔn)一致，“時(shí)統(tǒng)設(shè)備”承擔(dān)著“時(shí)間指揮官”的角色，起到“對(duì)表”的作用，其部署在發(fā)射中心、飛控中心、衛(wèi)星測(cè)控中心及各測(cè)控站、測(cè)量船上，為整個(gè)系統(tǒng)中各種用戶設(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設(shè)備在統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)下同步工作。其精確性達(dá)到了3000年誤差不超過1秒。

“瀘州造”“綿陽造”持續(xù)助力，為載人航天保駕護(hù)航

四川在線記者了解到，在成都以外，還有不少四川企業(yè)參與到載人航天工程中。

來自瀘州的四川航天川南火工技術(shù)有限公司，也是其中的“熟面孔”。該公司為長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三火箭共配套20余種近300發(fā)火工品，包括起爆器、爆炸螺栓、點(diǎn)火藥盒、固體小火箭和非電傳爆類產(chǎn)品，主要用于火箭分離系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、逃逸系統(tǒng)等，占箭上全部火工品的97%。

為神舟十三號(hào)飛船共配套10種180余發(fā)火工品，包括非電傳爆裝置、點(diǎn)火器、電爆管、爆炸螺栓等產(chǎn)品，主要用于返回艙與軌道艙的分離、拋傘艙蓋彈射器點(diǎn)火、著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火等，占船上全部火工品的80%。

由長(zhǎng)虹旗下四川華豐公司生產(chǎn)的電連接器，配套在長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭、神舟十三號(hào)載人飛船以及航天員宇航服。

文章關(guān)鍵字： 載人 航天員 火箭 測(cè)控 T0 編輯：李玉蘭