我国首次实现月球轨道交会对接 青岛测控站发挥重要作用

2020-12-07 08:45:35来源:青岛晚报

原标题:38万公里外太空 我追寻着你

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12月6日凌晨5时42分,我国航天器首次实现月球轨道无人交会对接,在38万公里外的太空上演“太空之吻”。

美丽的胶州湾畔,白色雷达天线巍然矗立。神舟飞船曾从它上空入轨,嫦娥也在它的注视下奔月。一群牧星人深情放牧祖国的卫星,仰望浩瀚太空,心中的信念无比坚定。这里是西安卫星测控中心青岛测控站,它在嫦娥五号探月任务中时刻守护着探测器,在无人交会对接这一关键弧段发挥了重要作用。

■揭秘

交会对接背后的故事

12月6日凌晨,嫦娥五号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接,并将月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器首次实现月球轨道交会对接。其中,通过远程导引和近程自主控制,轨道器返回器组合体逐步靠近上升器,以抱爪的方式捕获上升器,完成交会对接。

“抱爪机构具有重量轻、捕获可靠、结构简单、对接精度高等优点。因此,我们在嫦娥五号上采用了抱爪式对接机构,通过增加连杆棘爪式转移机构,实现了对接与自动转移功能的一体化,这些设计理念都是世界首创。 ”中国航天科技集团八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说。

“所谓的抱爪,形象地说,就像我们手握棍子的动作,两个方向一用力,就可以把棍子牢牢地握在手中。 ”中国航天科技集团八院嫦娥五号轨道器技术副总负责人胡震宇介绍,探测器采用的对接机构就是由3套K形抱爪构成的,当上升器靠近时,只要对准连接面上的3根连杆,将抱爪收紧,就可以实现两器的紧密连接。

此次,由中国航天科工集团二院25所研制的嫦娥五号交会对接微波雷达,作为中远距离测量的“助手”,成功引导完成了嫦娥五号的交会对接任务。微波雷达是一组成对产品,由雷达主机和应答机组成,分别安装在嫦娥五号的轨道器和上升器上。交会对接微波雷达总工程师孙武介绍,此前的任务中,我国航天器在近地轨道进行过多次交会对接,都应用了该微波雷达,优异的表现证明,我国已经成功掌握交会对接技术。据新华社

自豪:青岛站勇挑对接弧段重任

作为探月工程的收官之战,嫦娥五号是我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务。嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器组成,要在约23天的任务周期里连续完成运载发射、地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移和再入回收等11个飞行阶段,整个过程环环相扣,衔接紧密。

记者采访获悉,测控系统在任务各阶段、各关键环节都举足轻重。其中,从地月转移到月地转移的9个阶段,青岛测控站需时刻待命,尤其在环月飞行段和交会对接段,更是发挥了重要作用。

嫦娥五号任务的交会对接是把上升器作为目标,靠轨返组合体主动对接,因此对上升器的测定轨精度要求更为迫切。我国深空测控网的3个深空测控站和3个18m测控站悉数登场,确保双目标可靠测控。西安卫星测控中心对可用测控资源进行了合理调配,其中,由青岛站、喀什站和纳米比亚站三套18m测控设备承担对轨返组合体的X频段测控任务。在上升器进行月面上升后,3个深空站和VLBI测轨分系统全部跟踪上升器,青岛站等3个18m站全部跟踪轨道器。

辛苦:每夜连续工作14个小时

黄海之滨护神州,胶州湾畔揽嫦娥。精测妙控牧群星,筑梦太空兴伟业。据介绍,青岛测控站日常的主要任务是神舟飞船主动段、运行段跟踪测控及运载火箭跟踪测量,航天器实时测控和长期管理,以及月球探测器和其它深空探测器测控任务,自1996年建站24年来,青岛测控站已圆满完成以神舟、天宫、嫦娥为重点的百余次重要航天试验任务,实现了100%的任务成功率。

记者12月3日夜晚在青岛测控站采访了多位资深工程师,12月6日凌晨2时再次走进机房,工程师们更加忙碌。

“青岛测控站是航天测控的东方出海港,自从11月24日嫦娥五号成功发射之后,我们进入了全面奋战状态,每天两班倒,每班20多人值守。 11月30日起,青岛站进入了任务关键弧段,两班合成一班,每晚连续工作14个小时。 ”工程师赵国华介绍说,执行嫦娥五号任务期间,每天测控六七个圈次,每个圈次约持续1小时40分钟,当轨道器转到月亮背面的时候,可休息40分钟,准备投入下一圈次的测控工作。

青岛站主要承担嫦娥五号探测器的测控和上升器的应急测控任务。在环月工作段,青岛站的主要工作是对轨道器进行测量和控制,通过调姿调相实现环月轨道的稳定,为最终上升器、返回器和轨道器的三器交会对接奠定基础。

期待:在16℃恒温机房见证奇迹

记者看到,机房里最醒目的18m探月设备,负责探月工程卫星跟踪测量、中低轨道卫星高/低速数据传输接收,以及近地轨道卫星长期管理任务。深空测控最远可跟踪接收到4亿公里外的欧洲 “金星快车”下行遥测信号。测控网全域资源管理平台能够实时监视测控、通信、气象、勤务等设备运行情况,具备设备集中管理、信息多层分析、态势综合展示、辅助决策判断等功能。

为了值夜班时不打盹,头脑时刻保持清醒,起身来回踱步、相互加油打气、喝咖啡或涂抹清凉油,都是工程师们日常战胜困意的方式。在交会对接这至关重要的一夜里,大家更是打起了十二分精神。电子设备连续工作时发热量大,为了给设备降温散热,一年四季都需要开空调,设置最低16℃的制冷模式。当多数人夜晚在家中温暖入梦,工程师们却在恒温的机房里闪动灵眸,勇于追梦。

“此刻我们尤为紧张和兴奋,准备迎接即将到来的关键时刻。通过下行遥测判断,我们能第一时间获得成功消息。 ”赵国华激动地告诉记者,在12月6日凌晨的关键任务中,工程师们将做好嫦娥五号交会对接的实时监视和应急测控准备。这是工程师们连续奋战的第六个昼夜,记者也有幸在这里见证38万公里之外的无人交会对接。这一中国航天史上的奇迹,召唤着航天人的心与它同在。

振奋:同心协力共迎总部喜讯

12月6日凌晨5时,窗外寒风呼啸,室内灯火通明,时间一分一秒地流逝,距离月轨无人交会对接的重要时刻越来越近了。在这牵动人心的对接时段里,记者与各司其职、精神饱满的工程师们共同翘首以盼。大家时而热烈地互通消息,时而安静地面对眼前的精密仪器和跳动的数字画面,时而屏气凝神,高度专注地紧盯屏幕,熟练操作着,快速记录着,用心思考着。

他们是披星戴月的航天测控精英,是在重要时刻像机器人一样大脑高速运转且不知疲惫的钢铁战士,他们的认真严谨与争分夺秒令人敬佩。

“今天凌晨的任务特别重要,嫦娥五号上升器和轨返组合体的交会对接是关键环节。 ”工程师佘磊介绍说,青岛测控站的设备主要承担整个测控弧段的应急发令任务。此次交会对接采用自动模式,如果出现任何问题,将由青岛站的设备配合完成发令,确保整个过程万无一失。

最令人激动的时刻到了! 5时42分,记者听到,调度室里陆续传来北京总部的指令:“轨道器对接开始! ”“对接完成! ”“各站注意,我是北京……”在每一个重要步骤完成后,各地测控站都会按照指令回应总部。 “青岛明白! ”

“作为一名航天人,我们能够参加此次嫦娥五号任务,意义和责任重大,每一分钟都令人激动。前期日夜辛苦努力的付出都是值得的,我们的内心深处无比自豪。”工程师祝敬乐告诉记者,能在岗位上见证我国航天测控取得巨大突破,嫦娥五号任务圆满成功,对于所有航天人来说,是最幸福的时刻。

观海新闻/青岛晚报 首席记者 张译心

通讯员 袁野 胡中月 赵子月 摄影

观海新闻/青报全媒体 首席记者 宋新华

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