科技日報記者 付毅飛

2023年6月4日6時33分，神舟十五號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸，航天員費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸平安回家。

作為中國載人航天工程副總指揮單位，中國電科認(rèn)真做好神舟十五號載人飛船返回搜救任務(wù)，布設(shè)致密安全的測控通信網(wǎng)，構(gòu)建近中遠(yuǎn)程搭配、海陸空協(xié)同的立體化搜救引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，為飛船返航打造熠熠“明眸”，圓滿完成返回搜救任務(wù)。

【資料圖】

返航歸途“永在線”

從返回艙變速進(jìn)入返回軌道到推進(jìn)艙與返回艙分離，從返回艙進(jìn)入大氣層到安全著陸……神舟十五號從距離地面約400公里的空間站軌道返回，每一步都需要測控通信系統(tǒng)接力牽引，完成遙測、外測來接收和發(fā)送指令，觀測分析返回艙位置、速度、飛行姿態(tài)。

在主著陸場，中國電科布設(shè)便攜站、機(jī)載站、車載站、固定站等站型及多型號衛(wèi)通系統(tǒng)，編織致密安全的測控通信網(wǎng)，像“聽診器”“遙控器”和“手機(jī)”一樣，實(shí)時測量飛行軌道，監(jiān)測返回艙供電、溫度、氣壓等參數(shù)及航天員各項(xiàng)生理參數(shù)，實(shí)時傳送地面發(fā)出的指令，指揮返回艙變軌、調(diào)整姿態(tài)，實(shí)時傳輸話音、圖像數(shù)據(jù)，讓地面可以與航天員實(shí)時溝通。

在新建和升級后的系統(tǒng)中，研制的大功率功放和高速調(diào)制解調(diào)器，大大提升衛(wèi)星通信傳輸能力，傳輸容量提升5至10倍。研制的Ka頻段衛(wèi)星終端設(shè)備，第一時間將著陸場實(shí)時高清圖像和多路語音，通過衛(wèi)星傳回任務(wù)指揮大廳，保證東風(fēng)著陸場與酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心、北京指控中心三地之間畫音信息的不間斷傳輸。

看破“黑障”穩(wěn)跟蹤

隨著“山海跟蹤結(jié)束”調(diào)度口令響起，意味著神舟十五號返回艙成功穿越“黑障區(qū)”，渡過了返程之路最危險的時刻。

“航天器處于黑障區(qū)時，一切通信都會中斷，地面指揮人員無法對其進(jìn)行指揮聯(lián)系，這時地面測量雷達(dá)的持續(xù)穩(wěn)定跟蹤顯得尤為重要，它能實(shí)時監(jiān)控航天器的高度、速度、姿態(tài)等，確保航天器和航天員的安全。”中國電科技術(shù)專家表示，在測控領(lǐng)域，“黑障區(qū)”持續(xù)穩(wěn)定跟蹤也一直是個大難題。

從神舟十五號返回艙進(jìn)入大氣層起，該集團(tuán)研制的測量雷達(dá)就如同“明眸”一般，擔(dān)負(fù)返回區(qū)首點(diǎn)截獲、黑障區(qū)連續(xù)跟蹤等任務(wù)，精準(zhǔn)“看”到飛船在太空中的飛行軌跡。

為實(shí)現(xiàn)更高精度、更高可靠的測量，中國電科對酒泉、渭南、太原等測控站的多部測量雷達(dá)升級改造，使其具備精準(zhǔn)坐標(biāo)測量和精細(xì)成像處理能力，創(chuàng)新采用智能化鞘套判別、復(fù)雜波形設(shè)計(jì)等目標(biāo)探測跟蹤技術(shù)，看破“黑障”，為航天員歸途架起電波“保護(hù)傘”。

精準(zhǔn)定向迎“神舟”

“雄鷹報告，發(fā)現(xiàn)243信標(biāo)”“243信號跟蹤正常”，任務(wù)中，這兩個關(guān)鍵任務(wù)節(jié)點(diǎn)是返回艙順利開傘、正常返回主要判據(jù)，均由中國電科研制的系列定向儀提供支撐。

“定向儀就像‘千里眼’‘順風(fēng)耳’，第一時間捕捉返回艙沖出‘黑障’后發(fā)出的首個信號。”中國電科技術(shù)專家表示，該集團(tuán)研制的機(jī)載、車載、船載、便攜式定向儀，模擬信標(biāo)機(jī)、航天員電臺等產(chǎn)品，構(gòu)建起近中遠(yuǎn)程搭配、海陸空協(xié)同的立體化搜救引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。定向儀采用無線電“呼叫-應(yīng)答”模式，受外部環(huán)境因素影響更小，裝備在運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)、搜索車輛、救助船舶等搜索平臺上，能全天時、全天候、無盲區(qū)地接收返回艙“呼叫”信標(biāo)，引導(dǎo)搜索力量迅速向落點(diǎn)靠攏。

空地聯(lián)動大漠尋艙，地面返回搜救力量需要統(tǒng)一調(diào)度。中國電科研發(fā)回收區(qū)北斗態(tài)勢系統(tǒng)，利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位和短報文功能，構(gòu)建指揮中心、前方指揮、搜索平臺三位一體的指揮體系。

該系統(tǒng)包括機(jī)載/車載終端和指揮型終端，機(jī)載/車載設(shè)備部署在搜索直升機(jī)、搜索車輛上，實(shí)時獲取和回傳各類搜索力量的位置，指揮型終端部署在指揮中心，負(fù)責(zé)接收和顯示回傳的位置信息，使指揮人員及時掌握搜救載體態(tài)勢，為搜救力量“艙落機(jī)臨”提供有力支撐。

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