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长征五号运载火箭发射背后的智慧创新

信息来源:新华网    发布日期:2019-12-31    浏览人数:11

  12月27日晚间,长征五号遥三运载火箭搭载实践二十号卫星在中国文昌航天发射场顺利发射升空。中国电子科技集团有限公司在这次发射任务中继续发挥自身在测控通信和元器件研制方面的核心作用,共有14个成员单位参加了任务,承担了运载火箭系统、卫星系统、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器件,全面保障火箭发射和卫星实验过程的安全可控。

  高能电源为“大卫星”持久供能

  此次发射任务,中国电科为实践二十号卫星特制了一套超高能的电源系统——量身打造的太阳电池阵+特别研发的锂离子蓄电池组。

  这次首次应用的全新太阳电池阵,好比一双高能“翅膀”,产品的南、北两个太阳翼由太阳电池板和连接架组成。相比目前国内最大的东方红四号平台卫星,这双“新翅膀”的面积更大、比功率更高、设计寿命更长,是我国在高轨道首次应用半刚性太阳电池阵,产品技术达到国际先进水平。

  首次应用的全新锂离子蓄电池组,大幅减轻整星重量达到25%,有效提高卫星的载干比,具有更高的比能量和更长的工作寿命,是当前国内卫星应用比能量最高、设计寿命最长的空间储能电源产品。

  除此之外,为了能够更有效地控制卫星姿态,中国电科还为卫星“体态大师”矢量推进器指向机构,量身定制了两型电机产品,用于驱动指向机构偏转、调整推进器的方向和出力大小,测量指向机构的角位置。这两款电机产品不仅体积小、精度高,还能够适应低电压、高温度差的外部环境。

  “无形之手”牵引安全飞天路

  为了将长征五号火箭和实践二十号卫星安全护送到既定轨道,中国电科还为它们配备一条安全的“风筝线”,确保飞行器们航行过程能实时“在线”,随时随地都能感受到悉心呵护。

  这条“风筝线”就是测控通信系统,负责控制飞行器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,用无形电波张开了一张100%全覆盖的通信测控“天罗地网”。

  在广袤大地,安装的统一测控系统,经过改造升级,功能齐全,是国内首套实现全自动化的远程高精度自动化运行的系统;在茫茫远洋,远望三号、五号、七号测量船严阵以待,勇担火箭和卫星的海上跟踪测控重任;在深邃苍穹,天链一号中继卫星系统作为在太空中运行的数据“中转站”,通过四颗在轨卫星、三个地面终端站组网运行,基本消除了航天器测控盲区。

  这张覆盖全域的“天罗地网”,好似一个个遥观苍穹的“眼睛”、倾听天外声音的“耳朵”、控制飞行器安全的“无形之手”,缜密连接着地面与长征五号、地面与实践二十号卫星、指挥中心与各个测控站点。

  从火箭点火开始,测控系统便严阵以待,通过接收获取飞行器遥测、数传信息,通过测速、测距和跟踪测角,将这些信息通过卫星通信系统、IP测控网等回传到地面指挥中心,为飞行过程提供精准的测量数据,确保长征五号能够全程安全飞行,并成功将实践二十号卫星送入预定轨道。

  智慧大脑带来更透彻“感知”

  安全飞行不仅需要测控通信系统的全程护航,更需要自主可控“智慧大脑”为指挥控制带来更加透彻的飞行感知,使长征五号回传的发射数据、语音和图像信息,能够真正实现“远在天边、近在眼前”,这就需要中国电科配备的“智慧大脑”来大显身手。

  此次任务中,中国电科主要承担了文昌发射场指控中心计算机(中心机)及显示系统和发射场场区图像通信系统建设工作。这些系统在火箭圈里可谓声名赫赫,它们曾成功保障了长征七号任务和长征五号首飞任务。据了解,这套系统主要有国产化和超长显示两大特点。

  在中心机系统中,中国电科为其配备了完全国产的“智慧大脑”,使用了国产的服务器、交换机、桌面终端、存储等硬件设备,采用自主可控的操作系统,并且针对国产操作系统平台对用户的系统和应用软件进行了相应的改变,确保自主可控的国产化硬件设备和软件为长征五号的再次发射提供最坚强的保障。

  在显示系统中,中国电科为海南发射场指挥大厅提供了超长待机的“闪闪明眸”,使用激光光源替代传统投影灯泡,将光源的使用周期从不到1000小时延长到5万小时,同时由于激光光源具备色域更宽、色饱和度更高等特点,还能使用户看到更加艳丽画面,体验到更加舒适的数据和影像观看效果。

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