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長征五號運載火箭發射背后的智慧創新

編輯:admin2019-12-31
原標題:長征五號運載火箭發射背后的智慧創新

  12月27日晚間,長征五號遙三運載火箭搭載實踐二十號衛星在中國文昌航天發射場順利發射升空。中國電子科技集團有限公司在這次發射任務中繼續發揮自身在測控通信和元器件研制方面的核心作用,共有14個成員單位參加了任務,承擔了運載火箭系統、衛星系統、測控通信系統、發射場系統等眾多系統的研制和保障任務,提供了上千臺套整機設備和千余只關鍵器件,全面保障火箭發射和衛星實驗過程的安全可控。

  高能電源為“大衛星”持久供能

  此次發射任務,中國電科為實踐二十號衛星特制了一套超高能的電源系統——量身打造的太陽電池陣+特別研發的鋰離子蓄電池組。

  這次首次應用的全新太陽電池陣,好比一雙高能“翅膀”,產品的南、北兩個太陽翼由太陽電池板和連接架組成。相比目前國內最大的東方紅四號平臺衛星,這雙“新翅膀”的面積更大、比功率更高、設計壽命更長,是我國在高軌道首次應用半剛性太陽電池陣,產品技術達到國際先進水平。

  首次應用的全新鋰離子蓄電池組,大幅減輕整星重量達到25%,有效提高衛星的載干比,具有更高的比能量和更長的工作壽命,是當前國內衛星應用比能量最高、設計壽命最長的空間儲能電源產品。

  除此之外,為了能夠更有效地控制衛星姿態,中國電科還為衛星“體態大師”矢量推進器指向機構,量身定制了兩型電機產品,用于驅動指向機構偏轉、調整推進器的方向和出力大小,測量指向機構的角位置。這兩款電機產品不僅體積小、精度高,還能夠適應低電壓、高溫度差的外部環境。

  “無形之手”牽引安全飛天路

  為了將長征五號火箭和實踐二十號衛星安全護送到既定軌道,中國電科還為它們配備一條安全的“風箏線”,確保飛行器們航行過程能實時“在線”,隨時隨地都能感受到悉心呵護。

  這條“風箏線”就是測控通信系統,負責控制飛行器在各飛行階段的軌道測量、遙測、遙控和圖像傳輸等工作。為了布置這條“風箏線”,中國電科在陸、海、天全方位系統布局了地面雷達、地面測控站、海上測量船及中繼衛星系統,用無形電波張開了一張100%全覆蓋的通信測控“天羅地網”。

  在廣袤大地,安裝的統一測控系統,經過改造升級,功能齊全,是國內首套實現全自動化的遠程高精度自動化運行的系統;在茫茫遠洋,遠望三號、五號、七號測量船嚴陣以待,勇擔火箭和衛星的海上跟蹤測控重任;在深邃蒼穹,天鏈一號中繼衛星系統作為在太空中運行的數據“中轉站”,通過四顆在軌衛星、三個地面終端站組網運行,基本消除了航天器測控盲區。

  這張覆蓋全域的“天羅地網”,好似一個個遙觀蒼穹的“眼睛”、傾聽天外聲音的“耳朵”、控制飛行器安全的“無形之手”,縝密連接著地面與長征五號、地面與實踐二十號衛星、指揮中心與各個測控站點。

  從火箭點火開始,測控系統便嚴陣以待,通過接收獲取飛行器遙測、數傳信息,通過測速、測距和跟蹤測角,將這些信息通過衛星通信系統、IP測控網等回傳到地面指揮中心,為飛行過程提供精準的測量數據,確保長征五號能夠全程安全飛行,并成功將實踐二十號衛星送入預定軌道。

  智慧大腦帶來更透徹“感知”

  安全飛行不僅需要測控通信系統的全程護航,更需要自主可控“智慧大腦”為指揮控制帶來更加透徹的飛行感知,使長征五號回傳的發射數據、語音和圖像信息,能夠真正實現“遠在天邊、近在眼前”,這就需要中國電科配備的“智慧大腦”來大顯身手。

  此次任務中,中國電科主要承擔了文昌發射場指控中心計算機(中心機)及顯示系統和發射場場區圖像通信系統建設工作。這些系統在火箭圈里可謂聲名赫赫,它們曾成功保障了長征七號任務和長征五號首飛任務。據了解,這套系統主要有國產化和超長顯示兩大特點。

  在中心機系統中,中國電科為其配備了完全國產的“智慧大腦”,使用了國產的服務器、交換機、桌面終端、存儲等硬件設備,采用自主可控的操作系統,并且針對國產操作系統平臺對用戶的系統和應用軟件進行了相應的改變,確保自主可控的國產化硬件設備和軟件為長征五號的再次發射提供最堅強的保障。

  在顯示系統中,中國電科為海南發射場指揮大廳提供了超長待機的“閃閃明眸”,使用激光光源替代傳統投影燈泡,將光源的使用周期從不到1000小時延長到5萬小時,同時由于激光光源具備色域更寬、色飽和度更高等特點,還能使用戶看到更加艷麗畫面,體驗到更加舒適的數據和影像觀看效果。(記者胡喆 周旋)

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