半岛全媒体记者 王丽平
6月25日,历时53天的太空旅行后,嫦娥六号顺利“回家”,带回了珍贵的月球“土特产”。
此次返回有一个亮点是嫦娥六号打着“太空水漂”精准返回,要实现精准定位和精准返回,这背后离不开来自青岛的中国电子科技集团公司第二十二研究所(以下简称“中电科22所”)的科技支持,他们自主研制的折射误差修正设备能够实现对嫦娥六号的远地飞行精准跟踪,同时,他们自主设计的搜索定向设备也成功保障了嫦娥六号回落的精准定位,为此次嫦娥六号成功绕地、绕月、返回提供了强有力的科技支撑。
中电科22所自主研发折射误差修正设备(左下角),助力嫦娥六号精准监测、返回
精准修正大气折射误差
空间技术专家、航天高级工程师、新航天星空实验室创始人张传军在接受采访中曾说:“嫦娥六号从月球飞回地球时间精准,其中用到了轨道修正技术,我国对这项技术的运用已经十分成熟了。”
张传军口中的轨道修正技术就包含中电科22所自主研发的折射误差修正设备。
中电科22所气象室主任、高级工程师陈后财介绍,对航天飞行器的监测主要靠雷达,而大气对电磁波的传输影响很大,折射误差修正设备能够通过微波大气辐射测量技术和自动化标定技术,通过测量大气的参数,计算出电磁波受到大气的影响值,然后对这个影响进行修正。
陈后财打了个比方,“在有大气影响的前提下,我们测量到一个物体的距离是30万公里,我们通过对大气电磁波影响值的测算,估算出会有+50米的误差,然后我们将数据传递给雷达,雷达就会把这个误差修正掉,自动将测量的距离缩短50米。”
这样就保障了雷达,在地球上就能精准监测出位于远地飞行的嫦娥六号飞船的位置。
为雷达“戴上”近视眼镜
除大气对电磁波的影响外,远地飞行也给监测带来了挑战。
“与此前的神舟载人飞船在近地轨道运行不同,嫦娥系列要飞离地球轨道,进入月球轨道,这样的远地轨道飞行对我们地球上监测其精准位置带来了挑战。”陈后财说,目前的雷达能实现航天飞行器近地飞行的精准监测,但对于远地飞行则有些力不从心。
中电科22所保障团队为嫦娥六号成功返回提供保障
打个比方,就好比一个近视的人,能清晰观看到近处的物体,但看远处的物体则比较模糊。
“远地飞行,雷达的测量精度受大气的影响较大,类似于产生近视。通过折射误差修正设备可以精准测量大气误差影响,好比给测控雷达戴上了眼镜,可以校准电磁波信号的大气传播误差,让它能精准‘看到’远地飞行的嫦娥六号,实现对嫦娥六号的精准测量。”陈后财说,增加了这个设备后,我们中国深空测控网监测的精度提高了一个量级。
折射误差修正设备是确保探测器跟踪精度的重要组成部分,就像是在月亮与地球之间为测控雷达搭建起精准无误的保障网,确保跟踪、遥测等一系列雷达测量顺利进行,为探测器的发射、绕月飞行、顺利返航提供全周期、全天候保障。
“火眼金睛”精准搜索
在此次嫦娥六号返回的过程中,中电科22所除了折射误差修正设备发挥着重要作用,他们自主设计的搜索定向设备同样发挥着不可小觑的作用。
此次任务中,中电科22所保障团队共提供了20多套搜索定向设备,包括车载、机载定向仪和前舱搜索引导系统等多种型号设备,分别装备于搜索直升机和地面车辆上,构建了天地协同、网格化、智能化的搜索网络,就如“火眼金睛”具备了对返回器从出“黑障”到着陆全过程的跟踪定位能力。
在此前历次神舟飞船的成功返回中,搜索定向设备都功不可没,成功保障了神舟一号到神舟十六号飞船的成功返回。
据项目相关负责人介绍,团队在20余年载人航天搜救回收丰富经验的基础上,针对此次任务着陆返回器的特点,进行了有针对性的设计和改进,设备性能达到国际同类产品的先进水平,能够全天候、全天时工作,不受外界环境条件、气候条件的影响。系列搜索设备第一时间锁定着陆返回器的准确位置,为回收月球样本抢得先机。