□ 本刊特約記者 田兆運 李筱梅
記者從中國載人航天工程測控通信系統(tǒng)總設計師單位北京跟蹤與通信技術研究所獲悉,中國自行設計、研制和建設的陸海天基三位一體的載人航天測控通信網(wǎng),第一次正式攜起手來,通力合作為天宮一號及后續(xù)進行的交會對接任務護航。
中國載人航天測控通信網(wǎng)近期由專線體制升級到網(wǎng)絡體制,首次全面實現(xiàn)了由樹狀結(jié)構(gòu)到基于IP網(wǎng)絡化結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,它與中繼衛(wèi)星系統(tǒng)共同參與測控網(wǎng)成為載人航天測控通信系統(tǒng)的兩大亮點。
中國載人航天工程測控通信系統(tǒng)總設計師錢衛(wèi)平說:“這種全新的體系結(jié)構(gòu),加上設備實現(xiàn)了全面的升級改造,支持能力更強,靈活性更好,系統(tǒng)可靠性更高,不僅不同節(jié)點之間可以相互彌補,而且整體完成任務能力得到全面增強。從體系能力方面講,達到了國際先進水平?!?/p>
“與過去的系統(tǒng)相比,它的最大優(yōu)勢就是準備時間短,幾乎可以說沒有準備時間?!边@位有著28年航天測控經(jīng)驗的總設計師說,新的測控系統(tǒng)避免了在每次執(zhí)行任務前調(diào)試、聯(lián)調(diào)等大量準備工作,實現(xiàn)了執(zhí)行任務狀態(tài)的常態(tài)化,可以很靈活地適應并行開展的多個任務。
錢衛(wèi)平說:“這既是技術進步發(fā)展的要求,也是中國航天事業(yè)發(fā)展的需要。以前1年只發(fā)射1顆衛(wèi)星,今后不僅每年可能完成數(shù)十顆衛(wèi)星發(fā)射,而且還需要對上百顆衛(wèi)星進行在軌管理。要適應這種高密度任務,如果不從體制上進行革新,將不大可能完成?!?/p>
天宮一號和神舟八號交會對接任務中,系統(tǒng)需要同時完成兩個航天器的測控通信管理,這就要求在總體方案設計時充分考慮協(xié)同管理需求,在資源配置和系統(tǒng)能力建設方面進行最優(yōu)化設計,在飛控實施中做到統(tǒng)籌集中,以確保任務順利完成。
針對任務要求,科研人員在原來測控通信網(wǎng)的基礎上進行了多項技術創(chuàng)新和調(diào)整,在系統(tǒng)總體方案設計中對測控資源進行了適當補充,新建了澳大利亞當加拉測控站,與巴西阿爾坎特拉和法國奧賽蓋爾、凱爾蓋朗三個測控站進行了國際聯(lián)網(wǎng)。還對北京飛行控制中心重新設計和布局,新建了第二指揮廳,目前有第一、第二兩個指揮廳;新研了交會對接任務飛控軟件,以適應和滿足雙目標協(xié)同管理要求。在任務準備期間還進行了大量的聯(lián)調(diào)演練,以保證系統(tǒng)能夠以最佳狀態(tài)護航任務。
在此次交會對接任務中,中國的中繼衛(wèi)星系統(tǒng)正式作為陸海天基三位一體的載人航天測控通信網(wǎng)的組成部分發(fā)揮重要作用。兩顆中繼衛(wèi)星的加入,能夠提供三分之二以上的軌道覆蓋率和百兆以上的高數(shù)據(jù)傳輸速率,由此將使中國載人航天測控通信網(wǎng)的整體能力顯著提高??蒲腥藛T經(jīng)過不斷探索,成功設計了陸海天基測控通信系統(tǒng)和天地基密切協(xié)同的測控通信工作模式,建立了新的天地基測控系統(tǒng)協(xié)同工作機制,在天地基資源的綜合分配和優(yōu)化使用、飛控中心飛控策略的安排等方面都設計了新的工作模式。這也是測控通信系統(tǒng)的主要技術創(chuàng)新點。
此次任務海上測控力量由遠望三號、遠望五號和遠望六號遠洋測量船承擔??紤]到后續(xù)載人航天任務高頻度發(fā)射的特點,系統(tǒng)進行總體方案設計時,以保證交會對接重點測控弧段、盡量不進行遠洋出海為基本原則安排船位,遠望五號船布設在日本以南海域,完成入軌和剛性對接段的測控,遠望六號船則布設在新西蘭以東海域,完成第5圈變軌測控任務。
中國陸海天基三位一體載人航天測控通信網(wǎng)的組成