全球關(guān)注：我們這十年@坐標中國 深空測控系統：捕捉太空的聲音

目盡星河遠，連通天地間。

【資料圖】

在中國東北、西部邊陲的土地上，在南美巴塔哥尼亞高原上，一面面巨大的深空天線(xiàn)正向著(zhù)浩瀚無(wú)垠的宇宙、向著(zhù)遙遠未知的火星接力工作，日夜探索……

2012年6月，神舟九號成功返回地面，中國航天史上首次載人交會(huì )對接任務(wù)順利完成；2020年5月，嫦娥五號懷揣取自月球的土壤成功返回；2022年7月，問(wèn)天實(shí)驗艙與天和核心艙組合體在軌完成交會(huì )對接，中國空間站在軌建造進(jìn)入沖刺階段……

從手動(dòng)完成對接到自主快速交會(huì )對接，從載人飛行到空間站飛行，從“嫦娥”奔月到火星探秘，中國航天事業(yè)不斷刷新紀錄、締造“航天強國夢(mèng)”的背后，離不開(kāi)由中國電科測控通信系統提供的強大技術(shù)支撐。

遙望星河，心系蒼穹。正是這些太空“守望者”，讓中國人探索太空的腳步邁得更大、更遠，不斷為中國航天事業(yè)書(shū)寫(xiě)新輝煌。

深空測控“天羅地網(wǎng)”護“天問(wèn)一號”平安

2021年5月，我國火星探測器“天問(wèn)一號”成功著(zhù)陸，時(shí)至今日，它仍在火星為我們探索著(zhù)星際奧秘?！疤靻?wèn)一號”距離地球最遠時(shí)可超過(guò)4億公里，也是目前我國深空測控系統已達到的最遠距離。在如此遙遠的深空還能與地球上的我們傳遞信息，靠的就是散布在廣袤大地上的深空測控天線(xiàn)系統。

從搭乘火箭上天到著(zhù)陸火星，漫長(cháng)旅途中“天問(wèn)一號”并不孤獨。

地球一直在自轉，要想一直盯緊高速飛行的“天問(wèn)一號”，需要在全球布下多個(gè)深空站。如果說(shuō)把“天問(wèn)一號”比作風(fēng)箏，那深空測控系統就是人手中牽動(dòng)的那根“風(fēng)箏線(xiàn)”，而測控人就被稱(chēng)作“牧星人”。

為盡可能多覆蓋測控范圍，中國電科首席專(zhuān)家柴霖介紹說(shuō)：“我們利用國土東西縱深，建立了全亞洲最大的佳木斯66米深空站，喀什35米天線(xiàn)組陣系統，以及我國首個(gè)海外深空測控站阿根廷35米深空站?！比蟆罢緦ⅰ睂?shí)時(shí)“保駕護航”，無(wú)死角捕獲飛行器的位置和狀態(tài)，測控覆蓋率高達90%以上。

2021年2月，深空測控站接收到“天問(wèn)一號”火星探測器傳回地面的首幅圖像。圖像里，火星阿茜達利亞平原、克律塞平原、子午高原、斯基亞帕雷利坑，以及最長(cháng)的峽谷—水手谷等標志性地貌清晰可見(jiàn)。

聲像傳輸只是“開(kāi)胃菜”，各個(gè)深空測控站組成一張看不見(jiàn)的深空測控網(wǎng)，確?！疤靻?wèn)一號”的位置、速度和狀態(tài)正常，將一條條命令及時(shí)準確地送達上億公里之外的探測器上，精準執行著(zhù)巡器與環(huán)繞器分離、火星著(zhù)陸等任務(wù)所需的遠程控制；高性能接收探測器獲得的火星圖像、火星形態(tài)結構等科學(xué)數據，同時(shí)接收探測器發(fā)回地球的遙測信息，全程掌控任務(wù)設備狀態(tài)，并為任務(wù)提供數據支持。

在這樣的“通力合作”下，上億公里之外的探測器才能準確完成各項指令，深空測控系統為“天問(wèn)一號”任務(wù)的圓滿(mǎn)完成提供了堅實(shí)的測控保障。

佳木斯66米深空測控站

深空天線(xiàn)組陣系統：傾聽(tīng)4億公里外的“聲音”

我國邁向深空的腳步越走越遠，僅靠單個(gè)大口徑測控天線(xiàn)已經(jīng)不能滿(mǎn)足深空測控任務(wù)對測控和數據傳輸的需求。

星際空間廣袤無(wú)垠，從月球的38萬(wàn)公里到火星的4億公里，信號衰減約100萬(wàn)倍，能夠接收到的信號微乎其微?？朔h距離障礙，從嘈雜噪聲中提取極其微弱的有用信號，建立與探測器的電波聯(lián)系，是科研工作者必須攻克的難題。

“通過(guò)縝密論證，我們決定采用多個(gè)地面天線(xiàn)聯(lián)合工作的方案，通過(guò)信號處理，使它們形成一個(gè)整體，從而形成具有更優(yōu)異性能的天線(xiàn)組陣系統?！敝袊娍剖紫瘜?zhuān)家耿虎軍說(shuō)。

千錘百煉方能成鋼，風(fēng)雨過(guò)后是彩虹和勝利。經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，中國電科制出4×35米天線(xiàn)組陣深空測控系統并投入使用，將這個(gè)艱巨的任務(wù)變成了現實(shí)。以單天線(xiàn)作用距離4億公里計算，合成后的系統作用距離超過(guò)8億公里，且性能不會(huì )下降，為未來(lái)我國走向更深遠的太空提供了雄厚的測控技術(shù)儲備。

喀什35米天線(xiàn)組陣系統

從太空走向深空，中國探測高度不斷刷新

沿著(zhù)距離軸丈量我國深空測控網(wǎng)的作用距離，月球探測38萬(wàn)公里，圖塔蒂斯小行星光學(xué)成像700萬(wàn)公里，火星探測4億公里，但深空探測不止于火星。載人登月、月球科研站、木星以及遠天體的探測……我國測控通信技術(shù)走向更遠的深空，也走向了全面發(fā)展的新階段，促使著(zhù)中國人邁向“星辰大?！钡哪_步不斷延伸。

從第一代測控體制到如今的第三代“綜合化測控體制”，從軟件到硬件，從基礎元器件到整機、系統的100%國產(chǎn)化自主可控，從“人工操作”到“自動(dòng)運行”。讓“玉兔”在月球背面通過(guò)“鵲橋”與地面測控站互致問(wèn)候，讓“天問(wèn)一號”探測器環(huán)繞火星，讓“祝融號”在火星表面款款而行。

在每一次的航天發(fā)射任務(wù)中，中國電科積極發(fā)揮測控通信系統主體研制單位作用，在陸、海、天全方位系統布局地面雷達、地面測控站、海上測量船及中繼衛星系統，用無(wú)形電波張開(kāi)了一張100%全覆蓋的測控通信“天羅地網(wǎng)”。

寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)，成功來(lái)自于一代又一代“牧星人”幾十年的刻苦攻關(guān)。執行航天任務(wù)時(shí)，技術(shù)專(zhuān)家們分赴海內外，在測控站外場(chǎng)長(cháng)時(shí)間駐守，對設備進(jìn)行維護、升級，不分晝夜，經(jīng)受戈壁、海浪、異國等種種考驗。測控人勇?lián)姑?，將為國奉獻的無(wú)私精神內化于心，交出了一份沉甸甸的“成績(jì)單”。

我國首個(gè)海外深空測控站阿根廷35米深空測控站

中國深度，央企構造。面向未來(lái)，中國電科在地月光通信、上行天線(xiàn)組陣、下行天線(xiàn)組陣等尖端技術(shù)領(lǐng)域持續深耕，繼續深入探討著(zhù)如何對深空大天線(xiàn)與光通信鏈路進(jìn)行融合設計、如何更加高效地匯聚大口徑的天線(xiàn)資源，共同接收來(lái)自遙遠深空的信號……

星空浩渺無(wú)垠，探索永無(wú)止境。中國電科見(jiàn)證了我國從航天大國不斷向航天強國邁進(jìn)，書(shū)寫(xiě)著(zhù)中國航天的華麗新篇章。

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關(guān)鍵詞： 中國航天 作用距離 不斷刷新