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    军事
    “慧眼”飞天,亮出中国航天空间探测雄厚“家底”
    来源:新华网 作者:admin 发布时间:2017-6-18 14:42:20 点击数:

    6月6日,硬X射线调制望远镜在酒泉卫星发射中心完成塔架吊装工作,与运载火箭对接。(来源:航天科技集团五院)

    新华社北京6月16日电(记者屈婷 全晓书 喻菲)中国首枚X射线天文望远镜“慧眼”奔向太空,在550公里高的近地圆轨道上展开对银河系高灵敏度、高频次的宽波段X射线巡天。稳稳“守护”它飞天的,是先进的卫星平台技术。

    作为空间科学探测卫星,“慧眼”与普通卫星最重要的区别就在于它携带的仪器是全新的、从前没有用过的,否则就丧失了前沿探索的意义。这就对航天的发射和测控技术提出了很高要求:要为卫星新仪器、新功能提供“私人订制”服务,还要确保工程质量安全、可靠。

    “慧眼”飞天,亮出了中国航天空间探测雄厚的“家底”。

    “金牌平台”让“慧眼”飞得更稳

    “只要科学领域有需要,科学家有需求,中国航天技术就能提供让用户满意的卫星解决方案和各种相关服务。”硬X射线调制天文望远镜卫星工程总师马世俊自信地说。

    他的信心来自于航天科技集团五院(以下简称五院)最为成熟的遥感卫星平台之一,已成功应用于十余颗卫星,可谓经验丰富的“金牌平台”。这个平台不论是承载能力、载荷安装方式还是稳定性等,都有很强的任务适应能力。

    卫星副总设计师倪润立指出,硬 X 射线调制望远镜的观测模式与传统卫星不太一样。“传统遥感卫星多是对地观测,姿态比较稳定,有固定的指向。这颗卫星观测的目标是全天球,在天上要频繁转动。我们根据它的科学目标,制定了几个有针对性的模式,包括巡天观测模式、小天区观测模式和定点观测模式。”

    “慧眼”卫星在轨运行示意图

    多种观测模式对保持“姿态稳定”提出了极高要求。针对这些科学需求,研制团队进行了详尽的任务分解与分析,对多方案进行比较,采用多种惯性定向姿态控制方式,最终保证了任务的实施。

    让“乘客”感到冷热适宜

    在为“慧眼”提供提供“私人订制”服务时,五院研制团队面临的最大挑战就是:如何让所有的“乘客”感到冷热适宜。原来,“慧眼”承载了中、高、低能望远镜,而且为了保证探测精度,这三位“乘客”都集中安装在同一个支撑结构上,但是它们对温度的要求各异。

    5月17日,硬X射线调制望远镜在酒泉发射场进行太阳翼对接前整星热控实施工作。(来源:航天科技集团五院)

    差异有多大?卫星热控副主任设计师、载荷热控主任设计师周宇鹏博士说:“在一张桌子这么大的地方,高能探测器的温度要在18摄氏度左右,而中能和低能探测器的工作温度却可能低到-80摄氏度或-40摄氏度。”

    “就好比一个人只有一件衣服,却要在南极和赤道都能生存下来。”周宇鹏说,这对卫星的热控技术提出了巨大的挑战。

    为了让“乘客“都“心情愉悦”,五院技术团队拿出了最深厚的技术储备,发挥了极致的巧思:不但运用了多级隔热措施保护控制漏热、国内首屈一指的深冷热管技术、梯度温度加热实现防污染控制等听上去就非常酷炫的“黑科技”,还很温馨地给卫星打了一顶“遮阳伞”(遮阳板)。

    周宇鹏说,这把“遮阳伞”既巧妙地为中低能探测器挡住了阳光,实现了低温工作环境,同时还能为高能探测器加热。这也让“慧眼”成为第一个安装“遮阳伞”的卫星。

    配备专属“太空信使”

    “慧眼”在太空将全年无休地进行观测,五院西安分院的研究人员为它配了一名专属的“太空信使”——数传分系统。这个信使会将“慧眼”搜集到的数据,实时传输到数据记录系统或通过无线方式传输到地面接收站。

    该系统技术负责人许兴说,“慧眼”的“信使”要数年不间断地工作,这在其他卫星上从未有过。为了确保信使的身体健康,他们采取了抗辐照加固、定时刷新等手段提高它的抵抗力和自愈能力。

    五院的硬X射线调制望远镜卫星总指挥兼总设计师潘腾说,数据传输也是难点。相比有固定的对地指向的遥感卫星和通信卫星,“慧眼”却要指向天上任何区域,天线也并没有指向地球。“为了保证卫星在观测过程中数据及时传输,我们采取了很多自动化的程序。”

    多领域、多平台、全方位服务科学探测

    潘腾说,“慧眼”是在中国卫星研制雄厚的技术实力基础上进行全面升级,创造性地迈出空间科学探索步伐的一颗“新星”,彰显了中国航天多领域、多平台、全方位服务科学探测和研究的能力。

    比如,2016年成功发射并顺利返回的首颗返回式微重力科学试验卫星——“实践十号”,便是以成熟的返回式卫星平台为支撑,全面满足了19项空间科学试验的不同需求,完成了天地往返的旅程。

    而“嫦娥二号”、“嫦娥五号飞行试验器”的成功经验,将助力“嫦娥五号”任务完成。潘腾说,空间科学卫星的研制,对航天技术发展既是要求,也是挑战,“两者是相互促进的一种关系”。这些工程成果证明,中国已初步掌握了多目标任务设计、探测器轨道测量、目标特性观测、高可靠自主控制与管理、目标捕获等理论和技术。

    面对空间科学探测所带来的新挑战,中国航天也做好了充分的储备。比如,五院提出了“近地小天体普查与定位”系统及项目,用于近地天体普查及定位,同时对主带小行星等太阳系其他小天体开展高效的巡天观测。

    据悉,五院将携手国内各相关单位,科学规划、发展月球及深空探测领域,推动中国空间科学、空间技术、空间应用全面发展。

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