海上的太空守望者

时间:2022-10-29 08:23:45

海上的太空守望者

2013年12月2日,“嫦娥3”号登月探测器升空。中国卫星海上测控部指挥大厅内,报告声此起彼伏,各显示屏上,“远望3”号、“远望5”号和“远望6”号航天测量船传来的数据信息如精灵般闪烁、跳跃着。

在航天器发射过程中,如果把“嫦娥3”号比作一只巨大的风筝,那游弋在大洋上的“远望”号船队就可以看作是几个共同操控风筝的人。接下来,我们将为菠萝们全面解读“远望”号航天测量船。

“远望”号诞生记

世界上第一枚运载火箭出现的时候,其射程仅为几百千米,一部雷达就能轻松完成对它的全程跟踪和测量。

随着航天技术的发展,远程运载火箭、卫星、宇宙飞船相继问世,它们的飞行距离达数万千米。就算国土面积庞大如苏联,仅靠本国境内的测量监控站也无法对这些绕着地球高速运转的飞行器进行全程跟踪。一旦它们绕到地球的另一面,固定在陆地上的测量监控站就无能为力了。

航天测量船应运而生,它在占地球面积71%的海洋上游弋,航天器飞到哪个半球的上空,它就跟到哪个半球,对飞行器的飞行状态进行全程测量、监控,调整飞行器的飞行姿态和运行轨道。

我国的航天测量船也是随着航天事业的发展而诞生的,1978年我国第一艘航天测量船“远望1”号正式服役,随后又有“远望2”号、“远望3”号、“远望4”号、“远望5”号、“远望6”号陆续加入海上航天测量船队,它们的主要任务是测量和监控火箭、卫星、飞船的发射,与宇宙飞船上的宇航员进行信息交流以及打捞飞船、卫星的返回舱等。

30多年来,我国的航天测量船队80次远征大洋,完成100余次航天测控任务,总航程190余万海里(1海里=1.85千米),累计海上作业1万余天,测控成功率达100%。

2010年以后,“远望1”号、“远望2”号和“远望4”号相继退役。现在,我国的航天测量船队主要由“远望3”号、“远望5”号和“远望6”号组成。

“远望”家族三剑客

“远望3”号是我国自行设计建造的第二代航天远洋测量船,1994年4月建成下水,船长180米,宽22.2米,高36.4米,满载排水量1.68万吨,最大航速18节(1节=每小时1海里)。该船圆满完成了28次卫星、飞船发射的海上测量、监控任务,总航程29万多海里,累计海上作业900余天。

“远望5”号、“远望6”号是我国最新的第三代综合性航天远洋测量船,集当今船舶建造、航海气象、电子、机械、光学、通信、计算机等领域最新技术于一身。

“远望5”号于2006年9月在上海江南造船厂建成下水,2007年9月交付使用,船长222.2米,宽25.2米,高40.85米,满载排水量近2.5万吨,具备在南北纬60°以内任何海域航行和抗12级风的能力。

“远望6”号于2007年3月在上海江南造船厂建成下水,2008年4月交付使用,其构造和装备与“远望5”号基本相同―它们是中国航天远洋测量船队的新一代“姊妹船”。

“远望”号的过人本领

船摇稳定技术

在船体移动、平台晃动、目标运动的情况下,如何保证船载测控通信设备的稳定跟踪、精度跟踪是海上测控的一大难题。“远望”号通过精确测定船体的姿态、在大洋上的位置等方法,成功解决了这个问题。

航天器控制技术

我国于1997年发射的“风云2号”卫星是一颗独特的又细又长的卫星,它在围绕地球转动的同时,还会像陀螺一样自转,在发射过程中容易因“章动”而导致姿态不稳定。为避免章动、保证卫星姿态稳定,在一定阶段内必须频繁调整卫星的姿态,这是我国首次面临这一课题。通过一系列努力,“远望”号船队成功解决了卫星姿态控制的难题。

电磁兼容技术

“远望”号上集中了通信、测控、导航、气象等多个系统的精密设备,在不足4000平方米的甲板上,耸立着40多副大大小小的天线,每一副天线都不停地释放和吸收着强烈的电磁波,这些电磁波会互相干扰,影响各个系统的正常工作。我们的科学家经过反复论证和试验,终于掌握了让各个天线释放的电磁波“各行其道”、互不干扰的电磁兼容技术,尽管多种电子设备集中在一艘船上,但它们能“和平共处”。

宇宙飞船控制技术

2003年10月15日“神舟5”号载人宇宙飞船发射时,有4艘“远望”号部署在接近南北极地区的大洋上,那里气象复杂、海况恶劣。为确保安全、圆满地完成海上测控任务,“远望”号船队战胜了巨大的风浪,保证测量船能在恶劣的海况下正常工作。同时,针对“神舟”飞船飞行轨道低、绕地球圈数多的特点,“远望”号测量船又攻克了相关测控技术难题,圆满完成了对“神舟”飞船的海上测控任务。

绕月探测工程测控

在绕月探测工程中,“远望”号船队在大洋上不断追赶着“嫦娥”号探测器的脚步。由于“嫦娥”的飞行距离之远是前所未有的,所以海上测控任务的难度也是空前的。为了能胜任这项高难度任务,科学家们集中攻关,将“远望”号的测控距离由以往的7万千米延伸到了40万千米。测控能力更上一层楼的“远望”号为历次探月任务提供了最佳的海上测控支持,圆满完成了国家交予的任务。

“章动”究竟怎么动

玩过陀螺的人都知道,当陀螺转动速度减慢之后,除了自身旋转和在地面上移动之外,它还会左右摇摆,这种摇摆就是“章动”。

“远望”号的中国特色

中国的航天测量船具有自己的发展特色和独特优势,走的是数量少、综合性强、能够适应多种航天器测控任务、自身体系完善的道路。每艘“远望”号都是能胜任各种任务的综合性远洋航天测量船,可以为火箭、卫星、飞船等多种航天器保驾护航。我国的航天测量船虽然数量少,但是综合能力却很强。

大多数情况下这些测量船都是在海上“单兵作战”。与多船协同作业相比,单船作业难度要大得多,一旦出现误差便难以补救,于是“远望”号在提高测量精度上下足了功夫。自第一艘“远望”号服役至今,我国航天测量船队的测控成功率达到了不可思议的100%!

少而精的发展路线也有一定的缺点,目前正在服役的3艘“远望”号无法对航天器进行全程测控,只能保证对决定航天器发射成败的关键段进行测控,并在这个前提下,尽可能的扩大航天测控范围。

2013年“奔月”的“嫦娥3”号带着月球车“玉兔”号双双踏上了月球,身为炎黄子孙的我们感到无比骄傲、自豪!当你在关注穿越太空抵达月球的“嫦娥”和无比可爱的“玉兔”时,别忘了在大海上奔波忙碌的“远望”号船队!

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