中国电科全程护航天问二号发射任务

中国日报5月(yuè)31日电（记者 赵磊）5月29日，天问二号搭乘(dāchéng)长征三号乙运载火箭，开始了深空探测新征程。本次"旅行"，天问二号探测器将(jiāng)对小行星2016 HO3和(hé)主带彗星311P开启科学探测，标志着我国首次小行星采样返回及彗星伴飞的正式实施。 在本次任务(rènwù)中，中国电科发挥作为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、核心元器件等系列产品，全面保障(bǎozhàng)"天问二号"的(de)乘风破浪探索之旅。 这次任务将是(shì)扇形柔性太阳电池阵的首次练兵。 在行星探测"旅途"中，天问二号探测器需脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间进行探测，本次探测任务的(de)其中一个目标所在轨道与太阳间距将达到(dào)3.74亿公里，较传统绕地球卫星(wèixīng)与太阳之间的距离(jùlí)更远，进而使得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(míngxiǎn)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(dī)温低光强(guāngqiáng)'的(de)状态中，这对于受光强和温度影响极大的太阳电池阵(zhèn)提出了更高的要求。"面对这种轨道环境，中电科(zhōngdiànkē)蓝天(lántiān)科技股份有限公司项目负责人于辉全面评估(pínggū)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创新研究，研制出国内首款(shǒukuǎn)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，兼具高收纳比、长寿命(chángshòumìng)、高可靠、轻量化等特点。 "这款太阳(tàiyáng)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(shōulǒng)时的(de)压力问题，对各元器件的铺设(pūshè)进行扁平化处理(chǔlǐ)，保证电池电路收拢和(hé)展开时的平整度。"于辉表示，该型扇形柔性(róuxìng)太阳电池阵，利用较小重量和体积代价，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，天问二号太阳电池阵体积比功率提高近5倍，能够在低温、低光强环境下保证较强发电情况，大大满足探测器工作需要。 这次任务将是对我国深空探测能力的又(yòu)一次重大突破。 "距离远、信号弱、延时大、频段高，这是深空探测任务的(de)最大挑战。"中国电科网络通信研究院专家高延生表示(biǎoshì)，为给天问(tiānwèn)二号探测器提供遥控上注(shàngzhù)、遥测接收、高精度导航、高速数据(gāosùshùjù)接收等通信支撑，他们研制的喀什4x35米(mǐ)深空天线组阵系统、阿根廷35米深空站等国内外深空探测设备，将参与发射、绕飞、着陆和返回等各个阶段。针对深空测控任务时间(shíjiān)长、工作模式复杂、可靠性要求(yāoqiú)高等特点，技术人员采用了全新的层次化软件(ruǎnjiàn)监控架构，实现了"有人值守，无人操作"的运行模式。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(hǎochù)是可以极大增加探测器地面可视范围(fànwéi)，但是还需考虑数据回传、远程监控等行业难题(nántí)。"针对这一情况，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、数传数据的快速传输(chuánshū)，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(zhōng)，相比天问一号伴飞火星4个月，天问二号将伴飞小行星2016HO3约7个月。"更长的伴飞时间对测控(cèkòng)设备稳定性的要求更高，要保证能实时接收到数据，信号、指令(zhǐlìng)得以向上发送、数据得以向下传输。"作为(zuòwéi)佳木斯66米深空测控站的总体单位，中国电科10所专家卢欧欣带领(dàilǐng)团队对测控站进行了研发升级，全力保障探测(tàncè)任务完成。 "佳木斯66米深空测控站(cèkòngzhàn)(cèkòngzhàn)作为主力测控站点，在其他陆海测控站的配合下，发挥超强'听诊器''遥控器'等(děng)作用，使航天器完成调整(tiáozhěng)姿态、轨道修正(xiūzhèng)、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(guānjiànjìshù)，确保天线不仅增益高，并且指得准。同时升级(shēngjí)基带信号处理设备，对信号进行稳定可靠的跟踪解调和高编码增益信道译码处理，达到对天问二号的"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。"当天问二号运行至任务后期，探测器距离地球很远，信号很弱(ruò)，数据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(chéngyuán)运用先进(xiānjìn)信号与信息处理技术，进行信号相位(xiàngwèi)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(bǔhuò)时间(shíjiān)，完美契合本次任务需求。 这次任务将是对核心元器件的又一次能力(nénglì)升级。 天问二号探测器要在漫长的(de)星际旅行中，完成复杂的探测任务，离不开中国电科提供的各种核心元器件的技术支撑(zhīchēng)。 配套的数种20余只压力传感器对结构细节进行全面升级(shēngjí)，49所技术人员在满足结构合理性和力学强度前提下(xià)，进行了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(diànyuán)及滤波器，实现多技术突破(tūpò)，能(néng)长期在高温、低气压、强振动等恶劣环境下正常工作。为火箭(huǒjiàn)和"天问二号"探测器各(gè)功能单元提供稳定供电。配备的系列(xìliè)宇航用特种线缆，具有(jùyǒu)柔软性好、外经(wàijīng)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。面对深空极端恶劣环境，23所研制的CSPL系列电线电缆，以(yǐ)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(cèkòng)数传分系统，为信号的顺畅传输提供坚实(jiānshí)支撑。