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解密长五B首飞任务中电科四大“带刀护卫”

[导读]:【环球时报-环球网报道 记者 刘扬】5月5日,中国新一代。载人飞船试,验船(简称试验船)在长征五号B(。简称长五B)运载火箭的搭载下,从海,南文昌:发射场成功升,空。该试验...

【环球时报-环球网报道 记者 刘扬】5月5日,中国新一代。载人飞船试,验船(简称“试验船”)在长征五号B(。简称“长五B”)运载火箭的“搭载下,从海,南文昌:发射场成功升,空。该试验船是我国建立下一代空间站的重要运载工具,将为未来航天员天地往返打下技术基础。 作为我国载人航天工程副总指挥单位,中国电子;科技集团有限公司:(简称“中国电科”)在本次任务中继续发挥自身在测控通信、元器件研制方面的核心作用,承担?运载!火箭系统、测控通信系统、发射场系统等众多系统的研制和保障任务,提供了上千台/套整机设备和千余只关键元器件,为发射任“务增添“五颜六色”的呵护,全面。保障试验;船和“火箭发!射的”安全可控。

当航天飞行器脱离运载火箭,驶入茫茫太空,就需要依靠配?备的太阳电池阵获取能量。太阳电池阵;在飞行器入轨初期展开成翼,通过光生伏特效应将太阳光能转变为电能,在飞船飞行的光照区向各分系统和有效载荷提供电能,并向蓄电池组提供充电电能,确保”飞行器自主飞行。

与,神舟“飞船相比,本次发射的试验船体型更大,既能载”人也“可载货,并且可;重复?使用。“大”体格自?然需要“大”电池。中国电;科为试验”船量身定”制了“超大超能”太阳电池;阵,是我国目前LEO轨道发电面积最大的三结砷化镓刚性太阳!电池阵,具备转换效率高、抗辐照性能好等特点,可满足“任务的高输出功率要求。同时,为了提高“太“阳帆板有效布;片面积的布片率,中国电科设计了大面积电池,是目前我国在轨应用单体面积最大的三结砷化镓太阳电池。

据测试,太阳电池阵电池电路在对力学环境和热环境的适应性方面,均表现出良好的?适应性,达到国际先进水平。

在货物返回舱里,也有中国电科”配备的超强力电源。一次:电源分系统是返回舱的心脏,为返回舱“提供能源“血液”。从承接该“项目,至2020年试、验船!货物返回,舱成功发射,中国电科;项目研制团队先后完成了一系列研:制生!产任务。该系统创新性突破了一系列技术,实现了传统航天器中需要多台单机才能实现的,全部功能,保证了货物返回舱”一次“电源分系统的小型化、轻量化,极大减轻、返;回舱,自身的重量。此外,该系统;首次在返回:舱采!用了高能锂原电、池组,在有限的体积内提升整机,比能量,助力货物“返回舱强力升空与。有效运行。

试验船!任务拉开了我国空、间站时代:的大幕,自然被全;世界;瞩目。无数双“眼睛、都,在盯!着飞船“的一举一?动,如何确保飞:船实时“直播”,不留盲“区呢?

中国。电科,在背后牵。起。了密不”透风的、测;控通信“风筝线”,如太阳:光般;无处不,在,确保、试验船行踪无遗漏。

测控通信“系统就像“千里眼”和“顺风耳”,接收和传。递着,试验船的。每一个”信息,控制,在各飞行;阶段的、轨道;测量、遥测、遥控和图”像传。输等工作。为了布置;这;条“风筝线”,中国、电科在陆、海、天全方位“系统布”局了。地面雷达、地面测控,站、海上测量船及中继卫“星系统,连接地面与长五B火箭、地面与试验船、指挥中心与各个测控站点,保证长,五B成功升空,将试。验船成功送入预定轨、道,并全程守护试验!船顺利完成在轨试验?任务。

在广袤,大地,通过从。南到北、从东到西星罗棋布,的地面测控站,对飞船“直接!进行着跟踪测量、遥测、遥控和通:信;在茫?茫远洋,远望船严”阵以待,勇担火箭和飞?船海上跟踪测控的重任;在深邃苍穹,中继星、上下行链路,勾连天地,在天。地间架:起一座信息传输的“高速公路”,通过它,试验飞“船上的,各种”试验数:据,将实时传输;回地“面,地面的各种!指令,也将实时控制着试验的进程。

安装在境外的统一测控系统,完成了对,本次发射活动关键弧段的测控任务。据了解,该测。控站经过”改造升级,功能齐全,具备标?准模式、相干扩频、非相“干扩频、数传、测控数传”一体化等:工作模式,是国、内首套实;现全自动,化测试;标校、计划驱”动的远、程高精度、自动化运行的系统,是“有人值守、无人操作”的新一代测控设备。

有、了完备的测控系统,试验船随时在线不是问题,那么,在如此高空!飞行的情况下,如何能实现“远在天边,近在眼前”的观看效果呢?中国电科研制的卫星通信系统和实况电视系统发挥了重要作用。

卫星通信系统是通信测控网的神经系统,各种数据、语音和,图像信息,在各测控;站点与指挥中心之间:要完。成信息传输,要靠,它来完成;实况电视系统可以采集从火箭点火的刹那到火箭上升阶段的关键场景,如实记录,高清传输,为指挥员提供可视化决策手段的同时,也为电视台提供高清的画面图;像。

要想实现试验船:的;安全飞行,需要自主:可控的“智慧大脑”,北京航:天飞行控制中心计“算机。系统和指:挥显”示系统就如同人的大脑,掌控着整个任。务周期数据的发送、接收和处理工作。

本、次任务,中国?电科承担了北京航?天飞行控制中、心?计算机系、统和指挥显示系统建设及改造工作,对系统!进行了全面升级,注入更多“金色”的智慧。

在指挥显;示系?统的?建设,升级中,中国电科注入了“多指挥厅协同控制”理念。“未来空间站为多目标飞行,任务,协同、工作需要多?专业、多部门人员。通力合作,其配套指挥场所的显,示信息也需要整合到统一平台,实现协同切换。”测控中心:计算机及指挥显示系统项目总师华伟介绍,“多指挥厅:协同控制”理念利。用先进的分布式?信号播控系;统,可以实现各厅图像信息的融合共享、交互推送,满足空间”站;多任。务场所指,挥显示保?障、需:求。该理念可。以实现“1+:2+1”的任务;保障模?式,即1个在执行任务,2个联试任:务:和”1个任务准备并行的工作模式。

此外,指挥显示!系统采用“当前主流的小间距LED显示屏及分布式“信号播控拼接系统。相比传统的投影幕,小间距LE,D显示屏具有更高的可靠性和寿命、更高的分辨率和亮度以及更宽的色域和更高的饱和度等特点,能够为各类飞行控制任务提供有力保障。

不论是火箭腾空,还是试验船在轨运行,都离不开关键器。件的有力支撑,这些关键器件作用重大,犹如人身上的“神经”,为飞行器的健康运行输送血脉。

在长五B、身;上,中国电科配备的伺服控制器及时间指令变换器作用重、大,可以确保火箭接收正确的指令,确保发射姿态。

助推:伺服控制器是长五B控制系统重要的智能电子设备之ー,其接收处理来自箭载;计算机发出的控制指令,实时进行“综合校正”运算,有效控:制火箭助,推器的、摆动角度,确保?火箭的;发射姿态。助推伺、服控制器的,研“制突破了多项关键技术,有的技术属国内运载首次应用,提高了伺“服控制的精度和稳定性,大大降低了助推伺服:控制器的”体积、功耗、重量。

时间指令变换”器是专用于长五B助推模块测量系统的箭上产品其主要功能、是!实时监控火箭飞行状态,采集分析:火箭飞行控制参数,是长征五号运载火箭的重要单机之一。

在试验船上,中国电科配套;了“新一代”Ka频段12W空间”行波管,可实:现对视频、话音、遥测数据的。微波信号、放大。针对试验船核心单机功耗、重量、可靠性”更高等”要求,中国电”科采用、升级、版的,设计和。结构,使之功耗大幅度降,低,重量显著减轻,成品率成倍、提升,工作电压、射频参?数具备更:高的。一致性,在高低温全气压的极端环境下?均可稳定运行,有效提升了飞船传输信息的速度,大幅降,低误码率。

宇航用光缆组件作为试验船的“神经网络”,起着载。人飞船内信息互通互联的”作用。为增强光缆组件的生存能力,中国电科项目团队结合航天实际应用,进行了产品原理和,工艺的全新设计,将光缆组件的环境适应性稳步提高,让载人飞船的这些“神经”韧性十足。产品不”仅具备重量轻、损耗“低等特点,而且能够!满!足机械、温度、空间环境适应性,达到载人,飞船的、需求。

在火箭和?试验船上,中国电科配置了各型各类的传。感器,针对任务特性,对新研产品进行技,术突破,同时对传感器进行了升!级改造,确保长寿、命、高可靠。

新研制的真空传感器用于测试成分复杂的混合气体工质,使用时需反复承受瞬间从真空环境到常压环境的气压冲击工况,常规的真空产品根本无法耐受。中国电科研制团队创新突破,设计了全新的电路,满足了?工程需要;新研制:的高温传?感器,要求在常温到几百度的温度冲击环境下长时间工作,并实现温度的准确测量。设计;人员通过大量实验,模拟产品使用环境考量材料耐受性,最终突破了材料选材的局限,实现产品在恶劣环境下的长寿命高可靠工作。

在长寿命攻关工作中,中国电科解决了化学量传感器敏感元件长期工作后的漂移问题,确保气体传感器、湿度,传感器、水质,传感,器的稳定性和环境适应性,有效保障?空间。站内?航天员工。作和生活。环境;在高可靠!性攻关工作”中,解决了用于监测航天员生活环境氧气含量传感器敏感器件环境耐受性问题。

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