层层牵引全面护航多项技术为航天员照亮归途
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伞花在空中绽放,牵引神舟十四号返回舱缓缓下落。日前,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆,执行飞行任务的航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲顺利出舱,身体状态良好,神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功。
此次神舟十四号乘组返回是中国空间站“T”字基本构型建成后的首次返回任务,也是载人飞船首次在冬季夜间返回东风着陆场。相较此前任务,低温与暗夜是本次任务的两大挑战。面对考验,我国科研团队创新多项技术方法,为神舟十四号乘组顺利回家保驾护航。
层层牵引,织密通信测控网
从返回舱变速进入返回轨道到推进舱与返回舱分离,从返回舱进入大气层到安全着陆……返回的每一步,离不开层层牵引,护航归途。
作为中国载人航天工程副总指挥单位,中国电科在海陆空天布设密不透风的航天测控通信网,提供全链路稳定跟踪测量的雷达“智慧眼”,研发精准定位确保“舱落机临”的系列定向“顺风耳”等电子信息系统和装备,为飞船安全返航照亮归途,确保快速精准发现目标,圆满完成返回搜救任务。
在返回舱变轨、与推进舱分离、进入大气层、安全着陆等阶段,都需要测控系统通过遥测、外测来接收和发送指令,观测分析飞行器位置、速度、姿态。“在主着陆场,我们布设了卫星通信固定站、车载站、便携站等卫通系统,保障调度指令、数据传输和图像传输的实时性、稳定性和清晰度。”中国电科网通院卫星通信系统总设计师李晓芳告诉记者,在新建和升级后的系统中,研制的大功率功放和高速调制解调器,大大提升卫星通信传输能力,传输容量提升5至10倍。
据了解,最新研制的回收区北斗态势系统,利用北斗导航系统定位和短报文功能,构建了指挥中心、前方指挥、搜索平台三位一体的指挥体系,大幅提升返回舱搜索效率,缩短回收时间。
雷达跟测,做精准返航的“灯塔”
“酒泉雷达跟踪正常”“渭南雷达跟踪正常”“太原雷达跟踪正常”……沿着神舟十四号“回家路”,中国电科部署多型测控雷达,通过精准的坐标测量和精细的成像处理,担负返回区首点截获、黑障区连续跟踪等任务。
返回舱再入大气层时会有“黑障效应”,将隔绝返回器与地面测控站之间的通信联络。为此,中国电科自主研制的测量雷达创新采用智能化鞘套判别、复杂波形设计等目标探测跟踪技术,持续开展跟踪测量,紧盯黑障区“隐身”的返回舱,防止其偏离预定着陆区域,像“灯塔”一样确保返回舱精准返航。
黑暗和极寒双重挑战,对定向搜救设备提出了更高要求。
着陆回收阶段,“发现243信号”“243信号跟踪正常”等关键节点信息指令响彻北京飞控中心指控大厅,这是中国电科自主研发的定向仪系列产品,其构建的近、中、远程搭配,海、陆、空协同的立体化搜索定向网络在不断发挥作用。
中国电科22所载人航天任务团队负责人宋磊介绍,本次任务中,科研团队强化天空地一体化搜索引导体系建设,最新研制的航天员通话电台,在着陆场与测控系统间实现无缝衔接,首次将舱内航天员呼叫话音“延伸”至北京飞控中心。
“我们还研制了直升机前舱搜索引导系统,不仅能针对着陆场现场的多源搜救信息进行深度融合、智能决策,还能与北京指控大厅落点预报数据精准同步,帮助搜索直升机在上千公里之外就能提前预知返回舱的运行轨迹,为搜索任务争取了宝贵‘提前量’。”宋磊说。
全面护航,保障航天员的工作生活
除了照亮归途,近半年来,中国电科也持续运用电子信息技术全面保障航天员的工作生活。