11月4日,神舟十八號載人飛船返回艙在位于內蒙古自治區阿拉善盟額濟納旗的東風著陸場成功著陸,航天員乘組踏著大漠戈壁初冬的韻腳,回到地球家園。
作為我國載人航天工程副總指揮單位,中國電科布設致密安全的測控通信網,構建近中遠程搭配、海陸空協同的立體化搜救引導網絡,架起暢通無阻的通信橋梁,全程護航返回艙成功著陸。
環環相扣控“歸途”
從距離地面約400公里的空間站軌道返回地球,神舟十八號載人飛船返回艙要闖過與空間站分離、制動減速、再入大氣層、降落傘減速、著陸緩沖等關卡。整個過程中,每一次“調姿”,每一腳“剎車”,都離不開中國電科測控通信系統的接力牽引,通過遙測遙控來接收和發送指令,觀測分析返回艙的位置、速度、飛行姿態。
中國電科布設陸海天基測控通信系統,對返回全過程進行軌道測量、遙測遙控和數據傳輸,全程牽引英雄歸途。其中,新一代天基測控通信系統運用“基帶池”技術,構建共享通用的大規模信號信息處理平臺,同時運行多種測控、數傳工作體制,實現云架構管控,根據任務占用情況和設備健康狀況,自動按需分配處理資源,極大提高系統可靠性。
穿越黑障有“明眸”
地球擁有濃密的大氣層,卻給飛船返回帶來考驗。再入大氣層時,返回艙和大氣層空氣會發生劇烈摩擦,產生“熊熊火球”,形成包裹住返回艙的等離子區,造成地面與艙體之間信號中斷,這段時間被稱作黑障區。
中國電科自主研制多部雷達擔負返回區首點截獲、黑障區連續跟蹤等任務,通過雷達反射式測量技術,智能判斷目標黑障區內狀態,實時選擇最優波形、調度方式和處理算法,通過建立電磁模型迭代仿真驗證,確保返回艙全程都在雷達“視線”范圍內。
地球問候的“首音”
“雄鷹報告,發現243信標”“243信號跟蹤正常”,這兩個關鍵節點是返回艙順利開傘、正常返回主要判據。返回艙返回對著陸精度要求極高,落點越準、發現越早,搜救隊員就可越快抵達現場,減少航天員在艙內的等待時間。
為快速定位飛船返回艙落點,中國電科研制系列定向儀,裝載于直升機、運輸機、搜索車輛、救助船舶等多種搜救平臺上,編織成一張近、中、遠程結合的立體化搜救網絡,只要接收到信號,立即引導搜索飛機和車輛抵達返回艙落點。“定向儀利用虛擬極化合成測向技術,采用無線電‘呼叫-應答’工作模式,不論外界氣候環境、地理環境如何,都能夠穩定工作,比其他手段更可靠。”技術專家表示,返回艙沖出黑障打開主降落傘瞬間,定向儀肩上的信標天線就能馬上捕捉到返回艙位置信息,為搜救力量“艙落機臨”提供支撐。
著陸通信指揮“利器”
在無網絡信號的東風著陸場,信息的通聯至關重要。中國電科研制多型衛星通信系統,是著陸場現場搜救任務唯一的通信手段。“為保障各類信息準確傳輸,我們研制衛星通信固定站、機載站、車載站、便攜站等多型設備,接力架起通信‘橋梁’。”技術專家表示,固定站負責與任務中心建立通信鏈路,完成指揮信息測控系統和各類圖像傳輸任務,為載人航天系統搜索回收提供指揮決策支持。機載站為空中搜索分隊提供通信保障,迅速鎖定目標并將返回的圖像及時上報給任務中心。車載站在搜索過程中,與任務中心之間進行圖像、話音及數據通信。當返回艙著陸后,衛星通信“接力棒”就交到便攜站手中,便攜站進行指揮信息和圖像信息的傳輸,航天員出艙這一萬眾矚目的畫面就是通過便攜站進行傳輸。
在搜救直升機和搜救車輛上,除了部署衛星通信站,還配備了中國電科研制的北斗態勢系統。北斗態勢系統包含車載終端、機載終端和指揮型終端,利用北斗衛星導航系統的定位和位置報告功能,獲取搜救力量態勢信息。“通俗點講,地面搜救力量實時分布情況,距離返回艙落點距離等問題,有了北斗態勢系統,便可一目了然。”技術專家表示,車載終端和機載終端部署在前方搜救車輛和搜救直升機上,指揮型終端部署在后方指揮中心。前方報告位置信息,后方顯示回收位置要素,指揮人員便能及時掌握搜救載體態勢,為搜救力量精準調度提供支撐。