解讀“海上科學(xué)城”

隨著嫦娥一號月球探測衛(wèi)星的成功發(fā)射，人們把越來越多的目光投向了遠(yuǎn)在大洋圓滿完成此次海上測控任務(wù)的我國航天遠(yuǎn)洋測量船隊。

大家在喝彩和感嘆測量船在“嫦娥”任務(wù)中出色表現(xiàn)的同時，也對他們?nèi)绾瓮瓿珊Ｉ蠝y控任務(wù)、海上測控的意義、特點及海上測控與陸地測控的不同等問題產(chǎn)生了更多的好奇和興趣。現(xiàn)在，就讓我們一起走進(jìn)中國衛(wèi)星海上測控部，去逐一揭曉這些廣大讀者所關(guān)注的焦點。

延伸的觸角

世界上第一枚運載火箭發(fā)射時，其射程僅為幾百千米，一部雷達(dá)就可完成對它的全程跟蹤測量。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程運載火箭及衛(wèi)星相繼問世，它們飛行時間長、航程遠(yuǎn)。我國本土測控站已經(jīng)不能滿足對這些航天器跟蹤測量的需要，這就需要建立國土以外的測控站。于是，活躍在占地球71%的海洋上的機(jī)動航天測控站——遠(yuǎn)洋測量船應(yīng)運而生。

在幾代黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的親切關(guān)懷下，1977年8月和1978年9月遠(yuǎn)望一號、遠(yuǎn)望二號測量船在江南造船廠建成下水，它們的建成使用標(biāo)志著我國具備了對飛船、衛(wèi)星及其它航天飛行器進(jìn)行海上跟蹤測量以及與任務(wù)中心進(jìn)行實時通信和數(shù)據(jù)交換的能力，從此，我國成為世界上第四個擁有航天測量船的國家。1994年，我國又建成了第二代航天遠(yuǎn)洋測量船遠(yuǎn)望三號，它的誕生使中國跨入了自行建造現(xiàn)代遠(yuǎn)洋測量船隊的世界先進(jìn)行列。1998年7月，由原來國家海洋局的“向陽紅10號”改造而成的又一勁旅——遠(yuǎn)望四號船正式交付使用。至此，我國擁有了四艘航天測量船，一個遍布世界三大洋的海上移動測控網(wǎng)形成。

游弋大洋的“眼睛”

我國的四艘遠(yuǎn)望號測量船是中國航天測控網(wǎng)的一個重要組成部分，主要為衛(wèi)星、飛船和其他航天飛行器提供海上跟蹤測控服務(wù)。四艘遠(yuǎn)望號船設(shè)備完善、功能齊全，集中了我國當(dāng)今機(jī)械、電子、氣象、光學(xué)、通信、計算機(jī)等方面的先進(jìn)技術(shù)，其硬件設(shè)施達(dá)到了國際先進(jìn)水平。船上安裝的各種各樣的雷達(dá)和遙測設(shè)備，既能測量火箭、衛(wèi)星和飛船等航天飛行器的外部狀況，也能探聽它們內(nèi)部的奧秘。“神舟”任務(wù)中，遠(yuǎn)望號船擔(dān)負(fù)著跟蹤測量航天器的飛行軌跡，接收遙測信息，發(fā)送遙控指令，與航天員通信等任務(wù)。船上裝備的相應(yīng)的設(shè)備，可以保證在南北緯60度以內(nèi)的任何海域航行。從人員上看，有三分之二以上的工程技術(shù)人員都是直接從事航天高科技的事業(yè)，從某種意義上講，測量船是我們國家高技術(shù)的集成者。

海上測控 特點突出

海上測量與陸上測量差異很大，技術(shù)上更為復(fù)雜。海上測量是在海水流動、船體擺動、天線晃動、目標(biāo)移動等復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下捕捉高速運動的航天器，并對它們進(jìn)行復(fù)雜的控制。而且控制時間很短，戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝，一秒甚至一毫秒的誤差都會造成極其嚴(yán)重的后果。

為使測量船滿足各種任務(wù)測控要求，廣大科技人員刻苦鉆研，勇于攻關(guān)，對設(shè)備和測量方式進(jìn)行了一系列自主創(chuàng)新設(shè)計和改造。如航天測量船的許多大型測控通信天線密集在上甲板上，電磁環(huán)境復(fù)雜，天線視角受到許多限制。電磁環(huán)境的復(fù)雜性要求在測量船的船舶設(shè)計與建造、測控通信設(shè)備的總體設(shè)計與研制中，要很好地處理好電磁兼容問題。在遠(yuǎn)洋測量船執(zhí)行試驗任務(wù)中，需要通過測量工況設(shè)計來解決天線視角受限的問題。多年來，他們相繼攻克了船搖穩(wěn)定、電磁兼容、海上標(biāo)校、航天器軌道確定和改進(jìn)、航天器海上測控等關(guān)鍵技術(shù)，成功實現(xiàn)了海上測控事業(yè)的一系列重大跨越。目前，中國航天遠(yuǎn)洋測量船隊的測控能力、測控精度、自動化程度和可靠性等整體技術(shù)已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

航天遠(yuǎn)洋 六大跨越

截至今年4月底，遠(yuǎn)望號測量船隊已57次遠(yuǎn)征三大洋，66次出色地完成了國家級重大科研試驗任務(wù)，安全航行130余萬海里，成功率達(dá)到100%，創(chuàng)造了世界航天測控史上的奇跡。我國的航天遠(yuǎn)洋測控實現(xiàn)了六大歷史性跨越：

1980年5月，圓滿完成了我國第一枚遠(yuǎn)程運載火箭飛行試驗任務(wù)， 實現(xiàn)了我國航天測量從陸地到海洋的跨越。

1984年4月，圓滿完成了我國第一顆地球同步試驗通信衛(wèi)星的測量任務(wù)，實現(xiàn)了航天測量從運載火箭測量到衛(wèi)星測量的跨越。

1990年4月，我國首次承攬國外衛(wèi)星發(fā)射業(yè)務(wù)，遠(yuǎn)望號測量船隊圓滿完成了由美國制造的亞洲一號衛(wèi)星測量任務(wù)，實現(xiàn)了從國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射測量到國外商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射測量的跨越。

1997年6月，遠(yuǎn)望號測量船連續(xù)7天對風(fēng)云二號衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測量和控制，實現(xiàn)了航天測量從單一測量到綜合測控的跨越。

1999年11月以來，遠(yuǎn)望號測量船隊成功完成了神舟號載人飛船的測控任務(wù)，實現(xiàn)了航天測量從衛(wèi)星測控到載人航天測控的跨越。

2007年10月、11月間，嫦娥一號衛(wèi)星任務(wù)中，遠(yuǎn)望號測量船隊跟蹤測控距離從7萬千米延伸到40萬千米，實現(xiàn)了航天測量從航天器地球軌道到月球軌道測控的跨越。

六大跨越雄辯地證明：我們已經(jīng)成功地走出了一條具有中國特色的海上航天測控之路。

新的航程 新的使命

隨著我國航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，后續(xù)航天試驗任務(wù)頻度加大，型號種類復(fù)雜，軌道類型增多，對航天遠(yuǎn)洋測量船隊的測控通信支持能力提出了新的更高的要求。為適應(yīng)未來高強(qiáng)度航天飛行試驗任務(wù)要求，我國新建了第三代航天遠(yuǎn)洋測量船。遠(yuǎn)望五號采用當(dāng)今船舶、航海氣象、電子、機(jī)械、光學(xué)、通信、計算機(jī)等領(lǐng)域的最新技術(shù)，分為船舶、測控、通信、氣象四個系統(tǒng)。甲板上同時安裝了S波段統(tǒng)一測控系統(tǒng)、C波段統(tǒng)一測控系統(tǒng)和C波段脈沖雷達(dá)三套大型測控設(shè)備，這在測量船建造史上尚屬首次，大大提高了測量船完成海上科研試驗任務(wù)的能力。船內(nèi)采用光纖構(gòu)建綜合信息傳輸平臺，各大系統(tǒng)能夠利用這個平臺擴(kuò)展業(yè)務(wù)功能，實現(xiàn)了測量船與海上測控部及各系統(tǒng)中心聯(lián)網(wǎng)，共享信息資源，具備了海上聯(lián)合會診的能力。新測量船測控設(shè)備數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化水平明顯提高。它們的建成使用，可以為我國載人航天、探月及導(dǎo)航定位等大型航天工程提供更強(qiáng)有力的海上測控支持，為我國航天事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮更大的保障和促進(jìn)作用。