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国产雷达看破“黑障”:发现返回舱 跟踪正常!

2023-06-05 04:03:04大公报
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  图:4日,神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。这是航天员费俊龙出舱时刻。\新华社

  【大公报讯】记者刘凝哲北京报道:在神舟载人飞船返回地面的各个阶段中,最令人担惊受怕的就是黑障区。这段时间也被称为“黑色五分锺”,飞船将与地面处于短暂的失联状态。这一情况,在神舟十五号飞船4日返回地球时得到改变,科技人员对飞船在穿越黑障区时的稳定跟踪,表明中国在载人飞船返回穿越黑障区跟踪测量难题上取得重大突破。

  飞船返回地球时,会与大气层发生剧烈摩擦,温度剧增,导致气体分子与飞船表面被烧蚀的材料均发生电离。这些不断产生的电离气体包裹在飞船周围,形成等离子体鞘套,对电磁波产生吸收衰减、折射、反射、散射等效应,导致飞船内部与外界的无线电通信异常乃至中断,这就是所谓的黑障现象,这段过程也被称为黑障区。

  飞船穿越黑障区时,只能依靠雷达和光学设备进行跟踪测量,能否在此期间稳定跟踪飞船,不论是对出黑障后的飞船测控引导,还是及时预报飞船落点都极为重要。酒泉卫星发射中心敦煌测控区任务区间涵盖了飞船返回进出黑障区的全过程,是实现飞船在黑障区稳定跟踪的核心力量。据敦煌测控区指挥长曾强介绍,神十五飞船返回时,科研人员确定了“优化黑障区雷达跟踪方案托底,完善多云天气下光学跟踪策略求精”的总体思路,在雷达和光学两个方面形成合力,圆满完成了飞船在黑障区的跟踪测量任务。

  据报道,在东风主着陆场,中国电科布设便携站、机载站、车载站、固定站等站型及多型号卫通系统,编织致密安全的测控通信网,实时测量飞行轨道,监测返回舱供电、温度、气压等参数及航天员各项生理参数,实时传送地面发出的指令,指挥返回舱变轨、调整姿态,实时传输话音、图像数据,并让地面可以与航天员实时沟通。中国电科研制的大功率功放和高速调制解调器,大大提升卫星通信传输能力,传输容量提升5至10倍;研制的Ka频段卫星终端设备,第一时间将着陆场实时高清图像和多路语音,通过卫星不间断传回任务指挥大厅。

  架起无形电波“保护伞”

  据专家介绍,从神十五载人飞船返回舱进入大气层起,中国电科研制的测量雷达就如同“明眸”一般,担负返回区首点截获、黑障区连续跟踪等任务,精准“看”到飞船在太空中的飞行轨迹。为实现更高精度、更高可靠的测量,中国电科对酒泉、渭南、太原等测控站的多部测量雷达升级改造,使其具备精准坐标测量和精细成像处理能力,创新采用智能化等目标探测跟踪技术,像“望远镜”一样看破“黑障”,为航天员归途架起无形电波“保护伞”。

  “发现目标,跟踪正常!”4日清晨,神舟十五号飞船返回舱刚进入黑障区,敦煌测控区光学组组长李长松便准确地捕捉到返回舱的实时高清图像,并通过车载通信设备第一时间传至北京飞行控制中心。“从神舟一号任务开始,为了解决飞船在黑障区的跟踪测量难题,我们一代代测控人接续攻关,联合多家科研机构,针对飞船在黑障区的雷达回波信号特点,不断完善针对性的信号检测和跟踪技术,现已具备了黑障区稳定跟踪飞船的能力。”测控区技术专家吴刚说。

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