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天宫一号交会难题:太阳风暴或致电子设备失效

2011年09月30日04:03新京报[微博]仲玉维 郭少峰我要评论(0)
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海口市民在家中观看天宫一号发射直播。昨晚,受台风影响,海口部分小区停水断电,这并没有影响人们对天宫一号的热情,图为市民点燃蜡烛通过笔记本电脑观看发射过程。 徐勤涛 摄

海口市民在家中观看天宫一号发射直播。昨晚,受台风影响,海口部分小区停水断电,这并没有影响人们对天宫一号的热情,图为市民点燃蜡烛通过笔记本电脑观看发射过程。 徐勤涛 摄

天宫一号与神八交会对接,宛如在太空中“穿针引线”。八大系统中,测控通信系统是航天器起飞、交会对接进行与完成、神八飞船安全返回、天宫一号长期在轨运行等过程中,天地联系的唯一手段。

昨晚,北京跟踪与通信技术研究所所长、天宫一号任务测控通信系统总设计师钱卫平在电话中表示,测控通信所有人员仍坚持在岗位上,对天宫一号进行观测,轨道调整。他说,天宫一号与神八交会对接任务时,怕“太阳打喷嚏”。因为正值第24个太阳活动峰年的来临,太阳风暴对定轨预报精度产生影响,严重时还将导致测控链路中断、电子设备失效。

太阳风暴或致电子设备失效

记者:首次交会对接任务中,测控通信系统承担的主要任务是什么?

钱卫平:测控通信系统承担着对火箭、目标飞行器和飞船的飞行轨迹、姿态和其上各分系统工作状态的监视与控制任务。交会对接任务中,测控通信系统有五大任务。

记者:具体包括哪些?

钱卫平:一是利用陆海天基测控通信网对运载火箭和天宫一号、神八进行测量、控制,建立与航天器之间的话音和图像通信。二是完成天宫一号和神舟八号两个航天器的在轨协同飞行控制和运行管理。

三是完成神八向天宫一号逐步逼近过程中的远距离导引任务。四是承担天宫一号和神舟八号在轨运行期间的空间碎片碰撞预警和规避任务,确保航天器在轨安全运行。五是飞行出现异常时,按照事先制定的紧急处置预案或原则,对天宫一号或神舟八号进行应急飞行控制,保证航天器安全。

记者:在这次交会对接任务中,测控通信系统最具难度,最具挑战的是什么?

钱卫平:交会对接任务时,正值第24个太阳活动峰年的来临,“太阳打喷嚏”时,太阳风暴会使大气密度模型误差增大,对定轨预报精度产生影响,严重时还将导致测控链路中断、电子设备失效。

神八“牵到”天宫附近是难点

记者:要将神八导引至天宫一号附近,是否也是一个技术难点?

钱卫平:没错,这是第二个挑战。交会对接任务中,测控通信系统承担着将神舟八号导引至距天宫一号52公里处的任务,当神八在52公里处不能与天宫一号建立正常联系时,还需将神八导引至天宫一号20公里远的位置。

也就是说,在天宫和神八交会对接之前,是地面控制和飞行器控制两种模式完成两者逐步逼近,到达一定程度,确定神八可以看到天宫时,则是完全进行自主靠近。自主控制主要是靠雷达等设备进行调控。

记者:如何进行轨道调整?

钱卫平:在神八飞行的前28圈中,需对神八进行5-6次精确轨道控制,每次控制仅间隔3至5圈,在这3至5圈中,测控通信系统要完成测定轨、控制参数计算、复核、比对、确认和上行遥控数据注入,时间非常紧急,是以往载人航天任务从来没有经历过的。同时,远距离导引控制事件多,相应的应急控制和紧急处置需求也多,对任务的顺利实施提出了很高的要求。

中继卫星系统保障交会对接

记者:怎样进行远距离导引控制?

钱卫平:有三方面工作。一是组织北京航天飞控中心、西安卫星测控中心、某控管中心等单位,对USB、中继卫星、GPS等多种测量手段的精度水平进行摸底和仿真试验。二是对飞控流程进行了优化和细化,为飞控中心专门研制了注入数据快速验证会签系统。三是针对应急控制和紧急处置多的特点,制定了100多种应急预案,并进行了逐一演练,一旦出现应急情况能够快速有效应对。

记者:为完成首次交会对接任务,测控通信系统在技术上有哪些改进?

钱卫平:较以往载人航天任务发生了较大变化,中继卫星系统正式参加任务,形成了天地基相结合的测控体系;测量船由神七任务时的5艘调整为3艘,由于2艘已退役,增加了5个国家的测控站,其中三个是联网的,以保重点、短航程为原则设计任务船位。

此外,新建了澳大利亚新当加拉站,与巴西和法国开展国际联网,提高地面测定轨能力;调整上升段运载火箭测控设备,进一步加强了上升段测控能力等。

本报记者 仲玉维 郭少峰 通讯员 林利栓 魏锦文

■ 对策

遇太阳活动天宫一号可躲

今年是太阳活动较频繁的一年,天宫一号成功发射进入轨道后的空间环境成为各方关注的问题。负责空间环境保障的相关专家表示,他们三个月前就开始对空间环境进行监测,监测内容包括空间天气到底如何,对天宫一号有没有潜在风险。

对于昨晚发射后的空间环境,专家称,根据会商结果,天宫一号发射时的空间环境是安全的,虽然之间太阳活动很剧烈,但现在已有下降趋势,可以达到安全水平。此外,天宫一号和以前的任务不太一样,它的飞行器比较大一些,采用了很多新的高技术设备。

专家表示,剧烈的太阳活动会给飞行器的部件带来短路等影响,地面会24小时监控空间环境。假如环境对天宫一号有危害,天宫一号会用某种姿态来躲避。

本报记者 邢世伟 整理报道

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