準備就緒!千裡追星 護航嫦娥五號返回最後一站

2020-12-18 央視新聞

目前嫦娥五號軌道器和返回器組合體攜帶此前採集的月壤樣品正在從月球返回地球的途中。等飛行到距離地球5000公裡的高度時,承擔地月往返運輸任務的嫦娥五號軌道器,將與返回器分離,未來,返回器將獨自攜帶月壤樣品在內蒙古四子王旗著陸場著陸。今天(16日)早上,參與此次搜索回收任務的直升機分隊將按照計劃飛抵著陸場區,他們將按計劃陸續集結出發。而負責提供測控數據、精準指引搜索回收分隊快速實施回收的西安衛星測控中心的某活動測控站,此前也是千裡轉場,來到了內蒙古四子王旗著陸場,靜候「嫦娥」「回家」。

總臺央視記者 蘇洲:我身後就是內蒙古四子王旗著陸場的其中一個測控點,隨著任務的臨近,這裡的科技工作者正在進行最後的設備狀態檢測、調度指揮程序演練以及捕獲跟蹤訓練,為此次嫦娥五號的平安歸來做好充足的準備。

根據嫦娥五號任務返回計劃安排,西安衛星測控中心某活動測控站於今年10月中下旬,從中原腹地出發,穿過黃土高原,翻越大青山脈,歷時3天,最終安全順利到達內蒙古四子王旗著陸場。

西安衛星測控中心某活動測控站工程師 張松林:四年之後重返阿木古郎草原,與上次任務相比發生了很大的變化,主要是我們這個人員多數都屬於新同志,但是我們全體人員不顧舟車勞頓,能夠在大風沙,在嚴寒氣候條件下,能夠按照計劃有條不紊地完成每一個裝備的定位,設備的展開,包括指標測試、通信建立等準備工作,快速建立任務狀態。

冬日的阿木古郎草原,氣溫低至零下三十多攝氏度,給測控設備帶來了極大的考驗。

西安衛星測控中心某活動測控站 高級工程師 魏永輝:這是我從1999年到現在參加任務以來,應該是最冷的一次,叫極寒天氣,如何保證設備狀態的穩定,我們也採取了很多的措施,比如說我們在室外單元艙體裡面放置加熱器,在我們應答機的地方也是要加熱,包括對我們的線纜進行一個保溫處理。

在此次回收任務中,該測控站主要承擔著嫦娥五號返回器返回段的測控和關鍵指令發送以及提供返回器開傘前後的光學實況攝錄任務。

西安衛星測控中心某活動測控站測控技師 王玉祥:返回器在黑障區的時候,它是沒有下行的信號的,所以說我這邊是沒有辦法判斷它的目標位置的,只能通過前期設置的等待點以及中心發送過來的理論彈道進行一個搜索捕獲。只有當它從黑障區完全出來以後,有了下行信號,然後我們根據信號的這個幅度的大小,進行一個判斷,判斷它目標的位置,然後再對它進行一個搜索捕獲。

為了能夠快速、精準地捕獲返回器,科技人員不斷細化方案預案,加強訓練演練,確保各項設備在任務前達到最佳狀態。

西安衛星測控中心某活動測控站 工程師 李萱:我們對任務文件進行了深入學習,還有一些任務針對性訓練,包括一些聯調演練,還有全系統的合成演練,包括我們自己也組織了1∶1實戰的一個模擬訓練。目前的話,我們準備工作基本已經就緒,然後就在等待嫦娥五號順利歸來。

遠望3號船護送嫦娥五號穿越「黑障」

「嫦娥五號」攜帶月壤即將回家,目前,遠望3號船正在印度洋任務海域,為「嫦娥五號」返回器初次再入大氣層「黑障」附近的遙測、外測、光學測量任務做好準備。

此次任務,遠望3號船是唯一的海上測控力量。「嫦娥五號」返回時採用俗稱「打水漂」軌道的「地月自由返回軌道」著陸技術。返回器在遠離著陸區的位置再入大氣層,由於接近了第二宇宙速度,不僅會因高速飛行與大氣摩擦進入黑障,而且在黑障區會在稠密大氣的阻滯下彈跳起來,被上層大氣「彈」回太空,隨後再次進入大氣層正常著陸。

中國衛星海上測控部技術部副主任 房新兵:在黑障區裡的這一跳至關重要,如果跳不起來,返回器會摔得粉碎,如果跳過了,「嫦娥」可能會逃離大氣層,無法二次進入。

部署印度洋預定海域的遠望3號船,需要在黑暗中牽著「嫦娥」「放風箏」,為返回器穿越黑障區、實施關鍵一「跳」牽線搭橋。返回器在「黑障」中只能通過船載單脈衝雷達和光電經緯儀進行捕獲跟蹤,雖然只有短短3分鐘,但測控的難度超乎想像。

中國衛星海上測控部總體技術室工程師 王二建:光學跟蹤設備好比用肉眼通過望遠鏡尋找天空中高速飛行的流星,目標飛行特別快,捕獲難度非常大。而船上搭載的單脈衝雷達搜索波束比較窄,加上返回器上無天地應答信號,雷達需利用等離子殼反射信號進行跟蹤,等離子殼表面非常不規則,反射信號起伏非常巨大,這些都給目標搜索捕獲及穩定跟蹤帶來了巨大挑戰。

海上測控是在天線轉動、船舶晃動、目標移動的動態環境下進行的,受限條件較陸地更多、風險更大。設置船載測控天線仰角,要兼顧雷達反射信號強度和天線跟蹤能力,必須綜合考量、分析比對,選擇合適的測量船位和跟蹤角度。

遠望3號船副船長 劉曉祥:再入回收段,目標距離近、天線運動速度快,對「黑障區」信號起伏、海區風阻和船體搖動等擾動因素較為敏感,還要綜合考慮三套測控設備遮擋角,對方案設計和捕獲跟蹤要求都極高。

目前,遠望3號船目前已經做好了充足準備,隨時迎接「嫦五」回家。(總臺央視記者 王剛 蘇洲 魏傑 駱小龍 何馳 高超 亓創 王雪巖)

(編輯 孫杉杉)

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