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?？诰W(wǎng)2011專題>中國(guó)航天首次空間對(duì)接神八與天宮邀約相會(huì)>技術(shù)解讀>
天宮一號(hào)與神八交會(huì)對(duì)接，宛如在太空中“穿針引線”。八大系統(tǒng)中，測(cè)控通信系統(tǒng)是航天器起飛、交會(huì)對(duì)接進(jìn)行與完成、神八飛船安全返回、天宮一號(hào)長(zhǎng)期在軌運(yùn)行等過程中，天地聯(lián)系的唯一手段。
昨晚，北京跟蹤與通信技術(shù)研究所所長(zhǎng)、天宮一號(hào)任務(wù)測(cè)控通信系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師錢衛(wèi)平在電話中表示，測(cè)控通信所有人員仍堅(jiān)持在崗位上，對(duì)天宮一號(hào)進(jìn)行觀測(cè)，軌道調(diào)整。他說，天宮一號(hào)與神八交會(huì)對(duì)接任務(wù)時(shí)，怕“太陽打噴嚏”。因?yàn)檎档?4個(gè)太陽活動(dòng)峰年的來臨，太陽風(fēng)暴對(duì)定軌預(yù)報(bào)精度產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)還將導(dǎo)致測(cè)控鏈路中斷、電子設(shè)備失效。
太陽風(fēng)暴或致電子設(shè)備失效
記者：首次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，測(cè)控通信系統(tǒng)承擔(dān)的主要任務(wù)是什么？
錢衛(wèi)平：測(cè)控通信系統(tǒng)承擔(dān)著對(duì)火箭、目標(biāo)飛行器和飛船的飛行軌跡、姿態(tài)和其上各分系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)視與控制任務(wù)。交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，測(cè)控通信系統(tǒng)有五大任務(wù)。
記者：具體包括哪些？
錢衛(wèi)平：一是利用陸海天基測(cè)控通信網(wǎng)對(duì)運(yùn)載火箭和天宮一號(hào)、神八進(jìn)行測(cè)量、控制，建立與航天器之間的話音和圖像通信。二是完成天宮一號(hào)和神舟八號(hào)兩個(gè)航天器的在軌協(xié)同飛行控制和運(yùn)行管理。
三是完成神八向天宮一號(hào)逐步逼近過程中的遠(yuǎn)距離導(dǎo)引任務(wù)。四是承擔(dān)天宮一號(hào)和神舟八號(hào)在軌運(yùn)行期間的空間碎片碰撞預(yù)警和規(guī)避任務(wù)，確保航天器在軌安全運(yùn)行。五是飛行出現(xiàn)異常時(shí)，按照事先制定的緊急處置預(yù)案或原則，對(duì)天宮一號(hào)或神舟八號(hào)進(jìn)行應(yīng)急飛行控制，保證航天器安全。
記者：在這次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，測(cè)控通信系統(tǒng)最具難度，最具挑戰(zhàn)的是什么？
錢衛(wèi)平：交會(huì)對(duì)接任務(wù)時(shí)，正值第24個(gè)太陽活動(dòng)峰年的來臨，“太陽打噴嚏”時(shí)，太陽風(fēng)暴會(huì)使大氣密度模型誤差增大，對(duì)定軌預(yù)報(bào)精度產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)還將導(dǎo)致測(cè)控鏈路中斷、電子設(shè)備失效。
神八“牽到”天宮附近是難點(diǎn)
記者：要將神八導(dǎo)引至天宮一號(hào)附近，是否也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)？
錢衛(wèi)平：沒錯(cuò)，這是第二個(gè)挑戰(zhàn)。交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，測(cè)控通信系統(tǒng)承擔(dān)著將神舟八號(hào)導(dǎo)引至距天宮一號(hào)52公里處的任務(wù)，當(dāng)神八在52公里處不能與天宮一號(hào)建立正常聯(lián)系時(shí)，還需將神八導(dǎo)引至天宮一號(hào)20公里遠(yuǎn)的位置。
也就是說，在天宮和神八交會(huì)對(duì)接之前，是地面控制和飛行器控制兩種模式完成兩者逐步逼近，到達(dá)一定程度，確定神八可以看到天宮時(shí)，則是完全進(jìn)行自主靠近。自主控制主要是靠雷達(dá)等設(shè)備進(jìn)行調(diào)控。
記者：如何進(jìn)行軌道調(diào)整？
錢衛(wèi)平：在神八飛行的前28圈中，需對(duì)神八進(jìn)行5-6次精確軌道控制，每次控制僅間隔3至5圈，在這3至5圈中，測(cè)控通信系統(tǒng)要完成測(cè)定軌、控制參數(shù)計(jì)算、復(fù)核、比對(duì)、確認(rèn)和上行遙控?cái)?shù)據(jù)注入，時(shí)間非常緊急，是以往載人航天任務(wù)從來沒有經(jīng)歷過的。同時(shí)，遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制事件多，相應(yīng)的應(yīng)急控制和緊急處置需求也多，對(duì)任務(wù)的順利實(shí)施提出了很高的要求。
中繼衛(wèi)星系統(tǒng)保障交會(huì)對(duì)接
記者：怎樣進(jìn)行遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制？
錢衛(wèi)平：有三方面工作。一是組織北京航天飛控中心、西安衛(wèi)星測(cè)控中心、某控管中心等單位，對(duì)USB、中繼衛(wèi)星、GPS等多種測(cè)量手段的精度水平進(jìn)行摸底和仿真試驗(yàn)。二是對(duì)飛控流程進(jìn)行了優(yōu)化和細(xì)化，為飛控中心專門研制了注入數(shù)據(jù)快速驗(yàn)證會(huì)簽系統(tǒng)。三是針對(duì)應(yīng)急控制和緊急處置多的特點(diǎn)，制定了100多種應(yīng)急預(yù)案，并進(jìn)行了逐一演練，一旦出現(xiàn)應(yīng)急情況能夠快速有效應(yīng)對(duì)。
記者：為完成首次交會(huì)對(duì)接任務(wù)，測(cè)控通信系統(tǒng)在技術(shù)上有哪些改進(jìn)？
錢衛(wèi)平：較以往載人航天任務(wù)發(fā)生了較大變化，中繼衛(wèi)星系統(tǒng)正式參加任務(wù)，形成了天地基相結(jié)合的測(cè)控體系；測(cè)量船由神七任務(wù)時(shí)的5艘調(diào)整為3艘，由于2艘已退役，增加了5個(gè)國(guó)家的測(cè)控站，其中三個(gè)是聯(lián)網(wǎng)的，以保重點(diǎn)、短航程為原則設(shè)計(jì)任務(wù)船位。
此外，新建了澳大利亞新當(dāng)加拉站，與巴西和法國(guó)開展國(guó)際聯(lián)網(wǎng)，提高地面測(cè)定軌能力；調(diào)整上升段運(yùn)載火箭測(cè)控設(shè)備，進(jìn)一步加強(qiáng)了上升段測(cè)控能力等。
本報(bào)記者 仲玉維 郭少峰 通訊員 林利栓 魏錦文
■ 對(duì)策
遇太陽活動(dòng)天宮一號(hào)可躲
今年是太陽活動(dòng)較頻繁的一年，天宮一號(hào)成功發(fā)射進(jìn)入軌道后的空間環(huán)境成為各方關(guān)注的問題。負(fù)責(zé)空間環(huán)境保障的相關(guān)專家表示，他們?nèi)齻€(gè)月前就開始對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括空間天氣到底如何，對(duì)天宮一號(hào)有沒有潛在風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于昨晚發(fā)射后的空間環(huán)境，專家稱，根據(jù)會(huì)商結(jié)果，天宮一號(hào)發(fā)射時(shí)的空間環(huán)境是安全的，雖然之間太陽活動(dòng)很劇烈，但現(xiàn)在已有下降趨勢(shì)，可以達(dá)到安全水平。此外，天宮一號(hào)和以前的任務(wù)不太一樣，它的飛行器比較大一些，采用了很多新的高技術(shù)設(shè)備。
專家表示，劇烈的太陽活動(dòng)會(huì)給飛行器的部件帶來短路等影響，地面會(huì)24小時(shí)監(jiān)控空間環(huán)境。假如環(huán)境對(duì)天宮一號(hào)有危害，天宮一號(hào)會(huì)用某種姿態(tài)來躲避。
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