從神九發射倒計時、點火、起飛,到變軌、交會對接,再到返回的全過程,都離不開儀器的精準計算。昨日,記者走進電子十所,探秘神九飛天背后的故事。
坐落在成都的中國電子科技集團公司第十研究所,為神九飛天提供的測控和通信系統,堪稱飛船的“遙控器”、“手機”和“聽診器”,完成對飛船狀態的測量和監控;外測安全分系統,保證測量運載火箭是否按照正常軌跡前進,并保障航天員在發射意外狀態下能夠安全逃逸;還有高精度的時統設備,使所有設備在統一的時間基準下同步工作。
測控和通信系統
可和航天員天地通話
十所副所長雷厲說,如果將神九形容成一個“風箏”,測控和通信系統就是連接風箏的線。十所科研生產處處長趙曉虎介紹,“我們的測控系統主要做三方面的工作,一是類似于航模的‘遙控器’,比如,我要求他做一個動作,打開飛船的太陽帆板,這個指令由地面發出,由測控系統進行遙控,將這一動作完成;其次是通信功能,類似于‘手機’,可以看到飛船內的視頻圖像,或與航天員進行通話;第三個是測量和監測,監測飛船的飛行軌道和飛船上供電、溫度、氣壓等是否正常,扮演飛船的‘聽診器’角色。”據了解,此次十所派出一名工作人員前往遠望三號測量船,提供技術保障服務。
外測安全分系統
數秒內助航天員逃生
雷厲介紹,從火箭點火,到飛船入軌,需要對運載火箭的彈道進行精確測量,這是火箭外測安全系統需要完成的工作,這一系統也由十所承擔。據雷厲介紹,從神一到神九,十所就一直承擔火箭外側安全分系統設備的研制和任務保駕,每次都圓滿完成任務。
“火箭在發射過程中的軌跡、高度、加速度、速度等,由外測安全系統來測量,我們在火箭外側安裝了兩個‘應答機’。”趙曉虎說,根據這個設備可以判斷火箭是否按預設軌跡運行。外測安全系統還有一個重要作用,就是在危險時刻保障航天員安全逃逸。在逃逸塔上裝載有逃逸指令接收機,一旦發射或升空的過程中發生意外,地面將發出逃逸指令,該系統接到指令后,將啟動安全逃逸裝置,逃逸塔高達70余噸的推力,能在數秒內把飛船“拽”到1.5公里開外,幫助航天員瞬間逃生。
時統設備
3000年誤差不超過一秒
由于要與“天宮一號”對接,神九發射為“零窗口發射”,時間精度要求非常高。
據了解,十所控股的成都天奧電子股份有限公司負責為神九提供“時統設備”。“就像打仗的時候,指揮員總是要求大家‘對表’,這就要求有一個統一的時間,確定一個時間之后,要求大家是同步的。”趙曉虎介紹,設備主要分布在北京航天指揮中心、酒泉衛星發射中心、西安、青島、廈門、遠望號測量船等各個航天測控站點,如何做到時間的統一,由時統設備“做主”。而這套時統設備的精準度究竟怎樣?天奧公司技術總監楊林稱,“我們的時統設備時間誤差概率是到3000年誤差不超過一秒。”
T0控制臺
首次采用“雙通道”
神九發射倒計時任務,由天奧提供的“T0控制臺”完成。天奧公司技術總監楊林介紹,為了對此次神九的成功發射進行“雙保險”,T0控制臺首次使用了“雙通道”、雙處理的新模式。通俗來說,比如要向火箭發射點火指令,原來是一條通路,為了保險起見,這次用了兩條通道,實現通路備份。指令發出后,點火是否成功,是否成功起飛,何時起飛,這些信息要反饋回來,也是采用雙通道,“以確保任務萬無一失,避免傳輸受阻或失敗,否則后面就會亂套。”未建立雙通道,一旦出現故障,最好的情況是火箭發射失敗,但還矗立在發射塔;最可怕的是,火箭發射出去了,但相應數據并沒傳回來,直接影響啟動下一步設備以及對飛船的進一步控制。