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劳模“胖五”再出征!中国电科智慧安全实力护航!

来源:信息发布     作者:信息发布人员     发布时间:2020年04月23日     浏览次数:         

12月27日20时45分

长征五号遥三运载火箭

在中国文昌航天发射场点火升空

2000多秒后

将实践二十号卫星送入预定轨道

发射飞行试验取得圆满成功

众所周知,航天圈有位“劳模哥”长征五号运载火箭,它“体格超群”芯级直径达5米,还是一名“环保践行者”,具备无毒、无污染、高性能、低成本等多重“绿色”属性。

12月27日,这位胖胖憨憨运载能力超强的“劳模哥”再次出征。此次飞天“劳模哥”搭载了用于东方红五号卫星(东五)公用平台研制的实验卫星——实践二十号卫星。为了使“劳模哥”能成功完成这次“托举”,火箭家族的最强“智慧军团”一如既往再次集结,为“劳模哥”提供最强支撑。

据悉,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。

电力超群 高能电源为“大卫星”持久供能

本次发射任务,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。相比于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,应用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,量身定制了混合式步进电动机和无刷双通道旋变发送机等两型电机产品,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。

天罗地网 “无形之手”牵引安全飞天路

为了将“劳模哥”和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的重任;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,并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。

安全可控 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,更需要自主创新“智慧大脑”为指挥控制带来更加透彻的飞行感知,使“劳模哥”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。

本次任务中,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”,采用了国产化软硬件设备替代进口设备,使用了国产的服务器、交换机、桌面终端、存储等硬件设备,采用了自主创新的操作系统,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,确保自主创新的国产化硬件设备和软件为“劳模哥”的再次发射提供最坚强的保障。

在显示系统中,中国电科在2018年为海南发射场指挥大厅全新升级了小间距LED显示大屏幕,采用技术先进的分布式信号控制系统,提供了超长待机的“闪闪明眸”,使用小间距LED替代传统投影,系统具备高可靠、高亮度、高分辨率、宽色域及高饱和度等特点,使用户看到更加绚丽画面,体验到更佳舒适的数据和影像观看效果。

精准配置 关键器件感触最敏锐“神经”

不论是飞行器腾空,还是卫星在轨运行,都离不开关键器件的有力支撑,这些关键器件好比飞行器的“神经”,为它们的健康飞行提供着最敏锐的感知。

实践十二号卫星重要载荷之一的红外相机的核心器件——短波红外探测器组件完全由中国电科自主研制,该组件主要用于红外探测,是将接收的红外信号转换成电信号的关键元器件。因此,红外探测器性能的好坏决定着红外相机能否看得远、看得准。中国电科研发的短波红外探测器核心指标盲元率降低了近4倍,平均峰值探测率提升了40%以上,为满足总体应用要求奠定了坚实的基础。

此外,中国电科为实践二十号卫星的通信转发器,配备了目前我国通信卫星使用的最大功率和最高频率的毫米波微波器件——Ka波段100W空间行波管和Q波段空间行波管,可有效提升卫星传输信息的速度,大幅降低误码率,该器件的研制使用将为我国下一代通信卫星研制提供强有力的支撑;

为长征五号火箭助推器发动机配备了全新设计的助推伺服控制器,可有效控制火箭助推器的摆动角度,确保火箭的发射姿态,新研制的设备不仅减少了重复开发量,还显著提高了设计利用率。同时,为适应海南发射场高温高湿的环境,助推伺服控制器还采用了密封、防霉、防盐雾的设计;

为长征五号运载火箭应答机配备了C波段锁频振荡磁控管,该设备采用锁频工作方式,可大大提高应答机的可靠性、测量精度和抗干扰能力;“胖五”上应用的微波二极管有3类6款产品,具有损耗小、检波灵敏度高、转换效率高等特点。

为火箭各个系统配备了14种DC/DC电源及滤波器产品,按照工程型号要求进行了降额设计、热设计和可靠性设计,可以长期工作在100℃以上的壳温情况下,耐机械冲击力和耐电压冲击力大大提升,产品内部进行了严格的水汽含量控制,电性能指标比肩国外同类产品的水平。

为长征五号发射任务配套了三种型号的射频光调制解调模块。控制中心对发射塔台发出的各种指令中频信号,通过光调制模块将电信号采用光调制的方式转化为光信号,通过光缆传输到发射塔台,在塔台端,通过光解调模块,将光信号接收下来,转换成电信号输出。这三种模块具备带宽宽、动态范围大、噪声系数低,传输距离远和抗电磁干扰能力强等特点,有力保障了发射任务。

此外,为火箭系统提供了六大类,10余种型号规格近200只传感器,主要用于温度、压力、压差、振动、过载等参数的精准测量。

“航天能力有多大,航天舞台就有多大。”在参与长征五号系列火箭的过程中,中国电科的科研实力也得到了大幅提升。未来,中国电科将继续聚焦网信事业,提升自身科研实力,勇担“大国重器”重任,为实现“航天梦”做出更大的贡献。

来源  中国电科

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