中國電科：通聯天地

如果說火箭和飛船是幕前的英雄，那么中國電科負責的測控通信就是幕后的導演。離開了航天測控的飛船，就像那斷了線的風箏

“天宮一號”里，航天員劉旺熟練地吹起了口琴。收起口琴，他向著面前的屏幕說著什么。原來，6月21日是他妻子的生日。劉旺正在跟他的妻子進行天地實時雙向視頻通話。

迢隔天地，“天宮一號”里的航天員是怎么實現跟親人私密通話的夢想呢？這就要靠中國電子科技集團公司通信系統的保障。

“通過我們研制的設備，可以實現視頻圖像的雙向傳遞，讓航天員和地面人員進行實時圖像交互。”中國電科高級工程師馬厚勇介紹說，飛船上的視頻信號傳輸下來，地面站的天線進行接收，再通過IP網傳輸到指揮中心，這樣地面指揮中心就能看到航天員的樣子了。地面指揮中心的視頻傳到飛船上，就是這個過程的逆向。

聽起來簡單的過程，實現起來并非易事。

數年前，“神舟七號”航天員翟志剛成功出艙，手舉五星紅旗向全國人民傳達問候時，全國人民都可以看到他，他卻無法看到北京飛控大廳的情況。“航天員如果長時間只能看到隊友，而看不到其他人，容易產生一些心理問題。”北京航天控制中心副總工程師李劍介紹說。

為解決這一問題，中國電科經過多年艱苦攻關，建立了一套依靠中繼衛星和地面工作站配合的全新天地通信系統，實現了航天員雙向視頻的夢想。

馬厚勇介紹說，這樣一來，航天員在“天宮一號”內進行操作實驗時，航天飛行控制中心的專家可以通過視頻對其進行指導。同時，實現雙向視頻傳遞，讓航天員看到飛行控制中心的情況，甚至能夠與親人們實現面對面交流通話，可以消除他們的寂寞感，讓航天事業更加人性化。

在此次“天宮一號”與“神舟九號”載人交會對接任務的八大系統中，中國電科是測控通信系統的主要力量。“所謂測控通信系統，就相當于放風箏時的風箏線。”中國電科首席科學家馬林介紹說，航天測控控制著飛船的點火發射、飛船和火箭的分離、飛船的入軌、太陽帆板的展開、了解飛船運行情況、飛船的變軌、和宇航員通話、保證飛船安全落地等重要環節。“可以說，火箭和飛船是幕前的英雄，而測控就是那幕后的導演，離開了航天測控的飛船也就像那斷了線的風箏。”

此外，中國電科還承擔了航天員系統、發射場系統、運載火箭系統、著陸場系統、飛船系統等大系統的裝備、元器件的研制和生產，共研制和生產了488個品種的產品，為圓滿完成“天宮一號”與“神舟九號”載人交會對接任務奠定了堅實的基礎。

漫天張密網

“酒泉雷達跟蹤正常！” “渭南雷達跟蹤正常！” “太原雷達跟蹤正常！” “青島雷達跟蹤正常”……

“神舟九號”發射升空后，從電視直播中，觀眾可以清晰聽到航天指控中心大廳里傳出類似的報告聲。他們報告的，就是中國電科雷達跟蹤監測的結果。6月16日的電視直播顯示，執行中國首次載人交會對接任務的“神舟九號”載人飛船，于18時37分發射升空后，立即被酒泉的雷達監控站捕捉到，隨后位于陜西渭南、山西太原、山東青島的測控站，也相繼發現并監測著神九的飛行軌跡。

地球表面71%是海洋，只有29%是陸地，雖然陸地上建有十幾個地面監測站，但為了在更廣闊的范圍、更長的時間里實現對“天宮一號”和“神舟九號”的測控，遠洋測量船是必不可少的。

對接任務要求地面天線對“神舟九號”和“天宮一號”實現精確、遠端控制，為此，中國電科在“遠望號”測量船上安裝了第三代衛星通信天線設備。與以往只有一副天線不同，第三代天線設備包括3.8米口徑和7.3米口徑兩副天線，其中的7.3米直徑天線是目前國內口徑最大的船載天線。

受地球曲率影響，每個地面站或測量船只有7分鐘左右的時間可以對飛船進行測控，即便所有的地面站和測量船測控時間加起來，也只能對飛船實現20%的測控率。在飛行的80%時間里，飛船都處于和地面失去聯系的狀態。為了能真正實現對飛船的全天候測控，中繼衛星應運而生。

中國電科高級工程師楊志國介紹說，憑借站得高的優勢，兩顆中繼衛星可以實現對飛船80%的測控率。中繼衛星不能單獨工作，必須依靠相對應的地面工作站進行數據傳輸，中國電子科技集團公司作為總體單位負責中國中繼衛星地面站的建立、維護。

由此一來，中國電科憑借地面的測控站與天上的中繼衛星的密切配合，用無形的電波為遠望號、北京航天指揮中心和“天宮一號”、“神舟九號”飛船間架起了一道空中橋梁。

十年煉神眼

交會對接，是此次“神舟九號”發射任務的核心環節。所謂交會對接，就是“天宮一號”在前邊飛，“神舟九號”從后邊追上去，然后兩者連接在一起。

在浩淼的太空中，“神舟九號”與“天宮一號”比兩粒微塵也大不了太多。更可怕的是，兩者的時速高達28000公里以上。一絲細微的偏差，也會讓“神舟九號”與“天宮一號”擦肩而過。因此，曾有專家比喻說，這就好比在幾百公里外拿一根線去穿針。

為了讓這個穿針的過程準確無誤，科研人員想了不少辦法，僅雷達就設置了三種：二者相距百公里的時候，是航天科工集團研發的微波測量雷達捕獲目標；當距離縮短到50公里時，飛船上的無線電雷達也開始發揮作用；10公里以內，由中國電科研發的激光雷達接棒，一直引導到二者相會。

中國電科總經理熊群力介紹說：“在‘天宮一號’與‘神舟九號’交會對接中，激光雷達性能穩定可靠、測量參數及時準確，為交會對接任務的順利完成發揮了關鍵作用。”

然而，這份榮耀來得并不容易。為了這一成功，中國電科已期待了10年。

1998年，當人們對激光雷達概念還比較陌生時，中國電科就抓住了激光在航天應用領域的獨特優勢，自主研制了激光雷達原理樣機。2002年，該項目正式立項，經過十余年反復實驗、修正，在“神舟八號”上得以正式應用。

為了充分驗證這項技術，獲得比較接近太空環境的遠距離測試數據，這支年輕的團隊轉戰大江南北，足跡北至內蒙古，西至青海，南到云南。10年間，走過6個省市，行程10萬余公里。而很多實驗，往往需要把一個技術拆開來做，這個城市做一個，得一個數據，那個城市再做一個。最后，把所有的數據匯總，得出一個整體鏈條。

出人意料的是，這個項目的核心團隊20多人的平均年齡只有30歲。剛滿30歲的劉果和封治華已是團隊的核心成員。劉果回憶說，有一次，在青海海拔4000多米高的山區，22個人冒著高原缺氧的危險，背著20多公斤的設備爬上無名山頭，用最短的時間架起實驗設備，換來了激光雷達威力實驗的第一手數據。

據介紹，為“神舟十號”研發的激光雷達已經交付。研發團隊將會總結今次神九和天宮的對接情況，對神十軟件再修正完善。

神九展新翼

“神舟九號”與“天宮一號”兩次交會對接過程中，我們可以很清楚地從電視直播里看到，與此前的神舟系列飛船一樣，“神舟九號”有一副寬闊的翅膀。那是一對太陽能帆板，肩負著為“神舟九號”飛船提供電力的重任。

從火箭發射點火后到神舟飛船和火箭分離，太陽能帆板展開前，飛船的電能由蓄電池提供；太陽電池陣展開后對日定向，開始將太陽光能轉變為電能，一方面提供飛船平臺電能，同時給蓄電池充電，滿足飛船在無太陽光區域即地球陰影區的電能需求。

與“神舟八號”相比，“神舟九號”不僅增加了對接機構，而且搭載了三名航天員。飛船的返回艙、推進艙內，也增加了不少新設備，大大增加了電力的消耗。為此，中國電科的科研人員開動腦筋，開發了一種名為三結砷化鎵的新型太陽電池。

中國電科為“神舟九號”飛船研制的三結砷化鎵太陽電池陣，平均光電轉換率為27.56%，光電轉化效率提高了50%以上。發電能力達到國際先進水平，和去年發射的“神舟八號”飛船所用的電池陣相比也提高了0.16%。

三結砷化鎵太陽電池陣不僅轉換效率高，而且抗輻射性能好。“神舟九號”飛船運行在320?340公里的近地球軌道，空間環境中的紫外線、電子、質子等空間粒子都會對太陽電池陣產生影響，產生性能衰降。為確保太陽電池陣在任務期間的安全性、可靠性，滿足能量的需求，太陽電池的性能越高、抗輻射性能越好，在任務末期的性能衰減越小，從而可以在任務開始和結束時都能很好的滿足飛船的電能需求。

毫不夸張地說，“神舟九號”的太陽電池陣就是飛船的生命源泉，中國電科研制的高質量高可靠的電源產品保障了它的生命能量。