中国电科全程护航天问二号发射任务

中国日报5月31日电（记者 赵磊）5月29日，天问(tiānwèn)二号搭乘长征三号乙(yǐ)运载火箭，开始了深空探测新征程。本次"旅行"，天问二号探测器将对小行星(xiǎoxíngxīng)2016 HO3和主带彗星311P开启科学探测，标志着我国首次小行星采样(cǎiyàng)返回及彗星伴飞的正式实施。 在本次任务中，中国电科发挥作为(zuòwéi)工程领导小组成员单位、副总指挥单位作用，配备测控通信、太阳电池阵(zhèn)、核心元器件等系列产品，全面保障"天问(tiānwèn)二号"的乘风破浪探索之旅。 这次任务将是扇形柔性太阳电池阵的首次练兵(liànbīng)。 在(zài)行星探测"旅途"中，天问二号探测器需脱离地球(dìqiú)引力场，进入太阳系空间和宇宙空间进行探测，本次探测任务的其中一个目标(mùbiāo)所在轨道与太阳间距将达到3.74亿公里，较传统绕地球卫星(wèixīng)与太阳之间的距离更远，进而使得(shǐde)探测器接收到的太阳光光强以及探测器运行环境的温度均明显低于传统卫星。 "也就是说，天问二号探测器运行轨道环境处于'低温(dīwēn)(dīwēn)低光强'的状态中(zhōng)，这对于受光强和温度(wēndù)影响极大的太阳电池阵提出了(le)更高的要求。"面对这种轨道环境，中电科蓝天科技股份有限公司项目(xiàngmù)负责人于辉全面评估太阳电池阵设计过程中可能遇到的问题，从单体电池研发、低温低光强环境电池性能测试以及低温辐照加固三个方面进行(jìnxíng)创新研究，研制出国内首款新型低温低光强太阳电池，光电转换效率由29.5%提高至34%，同等面积下功率提升15%，又创新设计了扇形柔性太阳电池阵，兼具高收纳(shōunà)比、长寿命、高可靠、轻量化(qīngliànghuà)等特点。 "这(zhè)款太阳电池阵采用扇形展开圆形太阳翼结构，我们在研制过程中充分考虑太阳翼收拢时的(de)压力问题，对各(gè)元器件的铺设进行扁平化处理，保证电池电路收拢和展开时的平整度。"于辉表示，该型扇形柔性太阳电池阵，利用较小重量和体积(tǐjī)代价，可实现高功率输出和高展开刚度，与传统刚性太阳电池阵相比，天问(tiānwèn)二号太阳电池阵体积比功率提高近5倍，能够在低(dī)温、低光强环境(huánjìng)下保证较强发电情况，大大满足探测器工作需要。 这次任务将(jiāng)是对我国深空探测能力的又一次重大突破。 "距离远、信号弱、延时大、频段高，这是深空探测(tàncè)任务的(de)最大挑战。"中国电科网络通信研究院专家(zhuānjiā)高延生表示，为给天问二号探测器提供遥控上注、遥测接收、高精度导航(dǎoháng)、高速数据接收等通信支撑，他们(tāmen)研制的喀什4x35米深空天线组阵系统、阿根廷35米深空站等国内外(guónèiwài)深空探测设备(shèbèi)，将参与发射、绕飞、着陆和返回等各个(gègè)阶段。针对深空测控任务时间长、工作模式复杂(fùzá)、可靠性要求高等特点，技术人员采用了全新的层次化软件监控架构，实现了"有人值守，无人操作"的运行(yùnxíng)模式。同时，系统配备了健康管理设备，具备状态实时监测、故障诊断的能力，提高了设备的可靠性，保证(bǎozhèng)任务的万无一失。"海外建探测站，好处是可以极大增加探测器地面可视范围，但是(dànshì)还需考虑数据回传、远程监控等行业难题。"针对这一(zhèyī)情况，技术人员采用最新通信加速软件和"平台+插件式"软件架构，保证了遥测、数传数据的快速(kuàisù)传输，并能实现"国内登录、国内控制、自动运行"的任务方式，极大增强任务可靠性。 本次任务中，相比天问一号伴飞火星4个月(yuè)，天问二号将伴飞小行星(xiǎoxíngxīng)2016HO3约7个月。"更长的伴飞时间对测控设备稳定性的要求更高，要保证能(néng)实时接收到数据，信号、指令得以(déyǐ)向上发送、数据得以向下传输。"作为佳木斯66米深空(shēnkōng)测控站的总体单位，中国(zhōngguó)电科10所专家卢欧欣带领团队对测控站进行了研发升级，全力保障探测任务完成。 "佳木斯66米深空测控站作为主力测控站点，在其他陆海(lùhǎi)测控站的(de)配合下，发挥超强'听诊器(tīngzhěnqì)''遥控器'等作用，使航天器完成调整姿态、轨道修正、点火制动等动作。"面对复杂任务需求，为进一步提高测控站通信性能，深空测控团队采用66米口径的巨型抛物面天线和多项关键技术，确保天线不仅增益高，并且指得准。同时升级基带信号处理设备(shèbèi)，对信号进行稳定(wěndìng)可靠的跟踪(gēnzōng)解调和高编码增益信道译码处理，达到(dádào)对天问二号的"精测妙控"。 此外，本次任务操作涵盖降落、取样、返回等环节，对地面通信系统要求更高(gènggāo)。"当天问二号运行至任务后期，探测器距离地球(dìqiú)很远，信号很弱，数据(shùjù)传输速率远低于天问一号任务中探测器着陆火星后的直接(zhíjiē)对地通信数据速率，这对地面信号接收能力提出了更高要求。"基于此，团队成员运用先进信号与信息处理(xìnxīchǔlǐ)技术，进行信号相位跟踪和相关(xiāngguān)解调。同时，采用不同以往任务的测距体制，能够充分利用信号功率，降低距离捕获时间，完美(wánměi)契合本次任务需求。 这次任务将是对(duì)核心元器件的又一次能力升级。 天问二号探测器要在漫长的星际旅行中，完成复杂的探测任务，离不开(líbùkāi)中国电科(diànkē)提供的各种核心元器件的技术支撑。 配套的数种20余只(zhǐ)压力传感器对结构细节进行全面升级，49所(suǒ)技术人员在(zài)满足结构合理性和(hé)力学强度(qiángdù)前提下(xià)，进行了(le)充分减重和接头扣槽设计，打破同类产品重量极限，提高了传感器结构强度，实现了传感器高可靠性。43所配套的多款抗辐射高可靠厚膜电源及滤波器，实现多技术突破，能长期在高温、低气压(dīqìyā)、强振动等恶劣环境下正常工作。为火箭和"天问二号"探测器各功能单元提供稳定供电。配备的系列宇航用(yòng)特种(tèzhǒng)线缆(xiànlǎn)，具有柔软性好、外经小、重量轻、机械强度高、耐高低温、耐空间辐射、耐原子氧等特点，满足型号严苛复杂环境下的使用要求。面对深空极端(jíduān)恶劣环境，23所研制的CSPL系列电线电缆，以其优异的耐高低温和耐辐照性能，首次应用于深空探测任务。9所为天问二号配套研制的数款产品，以优良的性能，应用于探测器系统中测控数传(shùchuán)分系统，为信号的顺畅传输提供坚实支撑。