佳木斯“千里眼”一路注视嫦娥 我国首个瞄望深空的测控“巨眼”四川造

2013/12/16 四川在线 有0人参与评论
  

  四川在线消息(四川在线记者郑其)嫦娥三号在昨(14)晚21时11分成功软着陆后,今日凌晨4时35分,嫦娥三号又成功完成了着陆器与巡视器分离。两个完美的落月动作使得众多"嫦娥""粉丝"和科研人员欣喜不已。其实,我们之所以能够看到距离地球38万公里的嫦娥三号的一举一动,得益于地面测控系统,其中包括首次执行正式任务、我国第一个深空测控站---由中国电科10所承建的佳木斯66米深空站。今日,嫦娥三号测控分系统技术总师、电子10所副总工程师柴霖形容,"在整个测控系统中,佳木斯66米深空站是绝对主力。它的作战能力就是看得远、对得准、跟的上、测得精、控得牢、传得快。"看得远---"千里眼"可看到天外4亿公里柴霖介绍到,此次对嫦娥三号月球之旅全程关注的测控系统共有10多个站,包括有5个射电望远镜、佳木斯66米深空站、喀什35米深空站等。其中,由中国电科10所承建的佳木斯66米深空站,是我国第一个深空测控站,也是亚洲口径最大、接收灵敏度最高、连续波发射功率最强和得作用距离最远的天线,其深空探测的作用距离达4亿公里,是我国最长的一根"风筝线".


  "佳木斯66米深空站是我国深空测控站里看得最远的!嫦娥二号已经飞得距离地球很远了,除了佳木斯测控站还可以观察到它的一举一动外,其他站已经对其鞭长莫及了。"柴霖说,我国于2010年10月发射的"嫦娥二号",已远离地球6000万公里,目前只有佳木斯66米深空站与其保持着联系,并向地球随时报告它的现状和情况。据了解,火星距离地球最近距离为5500公里,最远达4亿公里以上,是月球最远轨道距离38万公里的1000多倍,佳木斯深空探测站这一强大"千里眼"可以直击火星。也是国际上深空探测的最远距离。


  传得快---X频段从"3G手机"到"4G手机"14日21时11分, 嫦娥三号探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆,标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。就在人们还回味着嫦娥三号完美落月的那一瞬间时,地面就接收到了嫦娥三号传回的一张张月球表面照片,其速度之快让人兴奋不已。在昨日的采访中,柴霖告诉记者,之所以会有如此快速的传输速度,是由于佳木斯测控系统在传输频段"升级"了。


  "以前我国测控系统频段为S频段,为了提高传输速度,此次采用了X频段,使得图片等信号传输实现几乎实时传送这一效果。"柴霖形像的比喻,"从S频段到X频段,就相当于手机从3G直接升级到4G,下载速度更快,传输更快。这也就是为什么嫦娥三号成功着陆后才刚拍了照片,地面很快就收到其所拍图片的原因。"高灵敏---造个"冷库"信号灵敏度是手机1000万倍在嫦娥三号探月飞行中,月球地表的地形地貌照片传至地面、地面控制中心每个指令传至嫦娥三号……每个环节的指令传达都需要准确且完整无误。"为了让接收信号传播实现无损耗,佳木斯66米测控站首次成功将超导技术与深度制冷技术引入接收组件研制中".据悉,这项世界级水平的新技术在我国属于首次突破。


  关于信号传输的无损耗这一点,柴霖打比方解释道,"就像我们平时用手机,碰到信号不好的时候,听到的声音断断续续,甚至信号中断,无法传输信号。"他告诉记者,他们制造了一个"冷藏室",将接收组件放在摄氏零下270度左右的低温环境中,产生超导现象,"因为当温度达到摄氏零下273度时,便会出现电阻为零的超导现象。如此一来,便实现了信号在接收组件中传输几乎没有损耗,甚至是零损耗。"与此同时,还实现了测控系统灵敏度提高至1000万倍,"通过这一技术,即使是极其微弱的信号,也可以捕捉、锁定并传输。"对于这一技术对微弱信号的灵敏度,柴霖打了个比喻,"就像用手机,在手机信号弱到只有一格的基础上,即使再弱1000万倍,仍然可以实现进行正常的信号传输。"对得准---相距38万公里,"绣花针"成功穿针引线在"嫦娥三号"的此次探月飞行中,地面测控系统关注着其每个动作。"要知道,嫦娥三号从地球到达虹湾,距离是38万公里。而且,在整个过程中,嫦娥三号一直是高速运动的。不仅距离远,而且速度快,在这种情况下,地面无线电波要精准对准嫦娥三号的天线。架设好'天地线'后,才能让嫦娥三号与地球之间的信号准确及时传输。这是一个很大的技术挑战,需要对得准。"据介绍,佳木斯66米深空的波束宽度为0.04度,为嫦娥三号提供更高测量精度,"无线电波发出的波束是呈圆锥形,嫦娥三号也携带有一个收发天线,地面测控站要与嫦娥三号畅通无阻地互通信息,就需要让无线电波波速圆锥形的最顶端精确对准嫦娥三号收发天线的最顶端,这种点对点,相当于隔着38万公里给"绣花针"穿针引线。"控得牢---指令发出就在百万分之一秒佳木斯66米测控站是我国整个航天测控通信领域最长"风筝线",除了4亿公里的作用距离无与争锋外,66米站以其最大口径、最高灵敏度及最强功率等特点,还为嫦娥三号提供了更高测量精度、更牢锁定目标的服务。


  据介绍,在"嫦娥三号"探月飞行中,轨道转移段等重要变轨节点、落月前最后调姿等关键点都要求测轨精度、实时性非常高等技术目标。柴霖介绍道,"除了对得准以外,还要求测得精、控得牢,对嫦娥三号更精准定轨且一直牢牢锁定,并在规定的时间和地点,对其发出规定动作等指令。遥控指令发出去,必须是分秒不差。"据介绍,嫦娥三号遥控指令的精准度达百万分之一秒。


  据悉,佳木斯66米测控站自2008年1月正式开始工程研制,曾完成与"嫦娥三号"正样天地对接、"嫦娥二号"再拓展、"金星快车"干涉测量等实验任务,此次为嫦娥三号打通"天地线"是首次执行正式任务。这一具备国际先进水平的测控站已成为我国深空及探月工程中最强大的利器,填补了国内深空测控领域的空白。

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