光明日?qǐng)?bào)記者 崔興毅

傘花在空中綻放，牽引神舟十四號(hào)返回艙緩緩下落。日前，神舟十四號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸，執(zhí)行飛行任務(wù)的航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲順利出艙，身體狀態(tài)良好，神舟十四號(hào)載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。

此次神舟十四號(hào)乘組返回是中國空間站“T”字基本構(gòu)型建成后的首次返回任務(wù)，也是載人飛船首次在冬季夜間返回東風(fēng)著陸場。相較此前任務(wù)，低溫與暗夜是本次任務(wù)的兩大挑戰(zhàn)。面對(duì)考驗(yàn)，我國科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新多項(xiàng)技術(shù)方法，為神舟十四號(hào)乘組順利回家保駕護(hù)航。

(資料圖片)

層層牽引，織密通信測控網(wǎng)

從返回艙變速進(jìn)入返回軌道到推進(jìn)艙與返回艙分離，從返回艙進(jìn)入大氣層到安全著陸……返回的每一步，離不開層層牽引，護(hù)航歸途。

作為中國載人航天工程副總指揮單位，中國電科在海陸空天布設(shè)密不透風(fēng)的航天測控通信網(wǎng)，提供全鏈路穩(wěn)定跟蹤測量的雷達(dá)“智慧眼”，研發(fā)精準(zhǔn)定位確保“艙落機(jī)臨”的系列定向“順風(fēng)耳”等電子信息系統(tǒng)和裝備，為飛船安全返航照亮歸途，確保快速精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，圓滿完成返回搜救任務(wù)。

在返回艙變軌、與推進(jìn)艙分離、進(jìn)入大氣層、安全著陸等階段，都需要測控系統(tǒng)通過遙測、外測來接收和發(fā)送指令，觀測分析飛行器位置、速度、姿態(tài)。“在主著陸場，我們布設(shè)了衛(wèi)星通信固定站、車載站、便攜站等衛(wèi)通系統(tǒng)，保障調(diào)度指令、數(shù)據(jù)傳輸和圖像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和清晰度。”中國電科網(wǎng)通院衛(wèi)星通信系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師李曉芳告訴記者，在新建和升級(jí)后的系統(tǒng)中，研制的大功率功放和高速調(diào)制解調(diào)器，大大提升衛(wèi)星通信傳輸能力，傳輸容量提升5至10倍。

據(jù)了解，最新研制的回收區(qū)北斗態(tài)勢(shì)系統(tǒng)，利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位和短報(bào)文功能，構(gòu)建了指揮中心、前方指揮、搜索平臺(tái)三位一體的指揮體系，大幅提升返回艙搜索效率，縮短回收時(shí)間。

雷達(dá)跟測，做精準(zhǔn)返航的“燈塔”

“酒泉雷達(dá)跟蹤正常”“渭南雷達(dá)跟蹤正常”“太原雷達(dá)跟蹤正常”……沿著神舟十四號(hào)“回家路”，中國電科部署多型測控雷達(dá)，通過精準(zhǔn)的坐標(biāo)測量和精細(xì)的成像處理，擔(dān)負(fù)返回區(qū)首點(diǎn)截獲、黑障區(qū)連續(xù)跟蹤等任務(wù)。

返回艙再入大氣層時(shí)會(huì)有“黑障效應(yīng)”，將隔絕返回器與地面測控站之間的通信聯(lián)絡(luò)。為此，中國電科自主研制的測量雷達(dá)創(chuàng)新采用智能化鞘套判別、復(fù)雜波形設(shè)計(jì)等目標(biāo)探測跟蹤技術(shù)，持續(xù)開展跟蹤測量，緊盯黑障區(qū)“隱身”的返回艙，防止其偏離預(yù)定著陸區(qū)域，像“燈塔”一樣確保返回艙精準(zhǔn)返航。

黑暗和極寒雙重挑戰(zhàn)，對(duì)定向搜救設(shè)備提出了更高要求。

著陸回收階段，“發(fā)現(xiàn)243信號(hào)”“243信號(hào)跟蹤正常”等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息指令響徹北京飛控中心指控大廳，這是中國電科自主研發(fā)的定向儀系列產(chǎn)品，其構(gòu)建的近、中、遠(yuǎn)程搭配，海、陸、空協(xié)同的立體化搜索定向網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)揮作用。

中國電科22所載人航天任務(wù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人宋磊介紹，本次任務(wù)中，科研團(tuán)隊(duì)強(qiáng)化天空地一體化搜索引導(dǎo)體系建設(shè)，最新研制的航天員通話電臺(tái)，在著陸場與測控系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)無縫銜接，首次將艙內(nèi)航天員呼叫話音“延伸”至北京飛控中心。

“我們還研制了直升機(jī)前艙搜索引導(dǎo)系統(tǒng)，不僅能針對(duì)著陸場現(xiàn)場的多源搜救信息進(jìn)行深度融合、智能決策，還能與北京指控大廳落點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)同步，幫助搜索直升機(jī)在上千公里之外就能提前預(yù)知返回艙的運(yùn)行軌跡，為搜索任務(wù)爭取了寶貴‘提前量’。”宋磊說。

全面護(hù)航，保障航天員的工作生活

除了照亮歸途，近半年來，中國電科也持續(xù)運(yùn)用電子信息技術(shù)全面保障航天員的工作生活。

今年6月5日，陳冬、劉洋、蔡旭哲3名中國航天員搭乘神舟十四號(hào)載人飛船成功飛向中國空間站天和核心艙。在神舟十四號(hào)載人飛船與空間站組合體交會(huì)對(duì)接過程中，中國電科研制的激光雷達(dá)多方位、大范圍接收光信號(hào)，實(shí)時(shí)提供飛船與空間站的相對(duì)位置信息。交會(huì)對(duì)接的精準(zhǔn)“慧眼”，則有賴于中國電科突破了大動(dòng)態(tài)、高精度、多參數(shù)實(shí)時(shí)測量等難題，實(shí)現(xiàn)了新掃描體制、多目標(biāo)切換和多目標(biāo)識(shí)別等功能。

航天員與地面如何實(shí)時(shí)通話？“我們專門研制了天地衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在天地之間打造了一條高效、穩(wěn)定的通信傳輸‘天路’。”李曉芳介紹，在“太空授課”過程中，空間站、天鏈中繼衛(wèi)星和地面站的通信系統(tǒng)共同參與，織就了立體通信測控網(wǎng)，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從引進(jìn)設(shè)備集成到全部自主創(chuàng)新，信息傳輸速率提升40倍，由之前的2小時(shí)縮短至3分鐘。

在實(shí)施出艙活動(dòng)期間，機(jī)械臂分系統(tǒng)全程配合航天員開展出艙活動(dòng)，中國電科為機(jī)械臂配套了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件及高精度位置傳感器、末端執(zhí)行器等關(guān)鍵設(shè)備，助力航天員靈活操縱。

據(jù)中國電科15所相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉蕾介紹：“我們還配備了三維綜合立體顯示系統(tǒng)，采用三維孿生技術(shù)，以真實(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)場景中航天器運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空間站任務(wù)真實(shí)運(yùn)行場景與數(shù)字平臺(tái)同步虛實(shí)數(shù)字孿生，實(shí)時(shí)展示空間站全貌，并展現(xiàn)機(jī)械臂艙外運(yùn)動(dòng)、艙體在軌飛行、航天員出艙動(dòng)作等真實(shí)效果。”

中國電科還為航天員配套了壓力傳感器等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)艙內(nèi)環(huán)境、食物、航天員生理指標(biāo)等的精確檢測。

《光明日?qǐng)?bào)》（ 2022年12月09日11版）

關(guān)鍵詞： 載人飛船 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信系統(tǒng)