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助力“嫦娥”奔月,讲述航天测量船背后的故事

2020-11-25 09:18810综合整理中国水运网

11月24日4时30分,我国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。细心的人可能会注意到,每次我国火箭发射之前,都会有“远望船出发”的新闻,那么,航天器或者运载火箭为什么要用船,这背后究竟有哪些故事,让我们娓娓道来。

航天测量船作用无可替代

测量船是航天测控网中的重要组成部分。与陆地测量站相比,测量船可在广阔的大洋上灵活选点布站、机动应急测控。测量船既是“千里眼”,又是“风筝线”

按照专业说法,航天测量船是对航天器及运载火箭进行跟踪、测量、控制和数据传输的专用船舶,也是航天测控网的海上机动测控站。航天测量船的主要任务是在海上进行跟踪、遥测战略导弹的飞行轨迹及弹着点;测量人造卫星、航天飞机、宇宙飞船等在宇宙空间的飞行数据,并进行遥控和传输指令等。

据专家介绍,航天测量船通常由通用船舶平台和试验特装两大部分组成。船舶平台包括船体、动力系统、航海系统和辅助系统;试验特装就是测控系统,包括外测设备、遥测遥控设备、微波统一设备、船姿船位测量设备、计算机系统以及通信系统和气象系统等。其中船姿船位测量设备又包括惯性导航设备、卫星导航定位设备、光电经纬仪、变形测量系统;通信系统主要包括卫星通信、天地超短波通信、短波和超短波通信、数据传输、调度指挥通信、时间统一、电视通信网络管理和集中监控通信保密等;气象系统包括GPS导航测风设备、船用多功能卫星云图接收机、自动填图分析设备等。

业内人士指出,为满足发射卫星、载人飞船等需要,测控网需要向海上延伸,航天飞行要求有足够的测控通信覆盖率,一些特征段必须由地面提供测控支持,即便是考虑在全球陆地上布站,也不一定能选到合理的站点位置,人们自然就想到占地球面积70%的海洋。很显然,测量船作为海上活动测量站,可以在海上灵活、合理地布置,甚至可以在一次航天飞行中,先后在两个点或多个点位完成任务。因此,美国、前苏联两个航天大国曾大量使用过测量船。美国前后使用过22艘测量船,都是用旧船改造的。在著名的“阿波罗”登月计划中,使用了5艘测量船;前苏联先后使用过19艘测量船,前3艘船用旧船改造,以后都是建造的新船.每次载人航天飞行,都有6艘船参加,测量船在航天测控网发展过程中起到了不可替代的作用。

开启中国特色航天测控之路

远望号是我国开发的系列航天测量船的总称,担负着我国航天器的海上测控任务。从远望1号船到远望7号船,一代代远望人在“远望精神”指引下,开创了一条独具中国特色的航天远洋测控之路。

上世纪60年代,我国开始发展远程运载火箭和地球同步卫星,航天远洋测量船应运而生。1978年,“远望一号”“远望二号”相继锻造出炉,远望号测量船也自此成为我国航天测控网的重要组成部分。

1979年底,远望1号、2号船先后交付中国卫星海上测控部。从此,我国成为继美、苏、法之后第四个拥有航天测量船的国家。

上世纪90年代中后期,为了满足载人航天平均测控14.5%的最低覆盖率要求,我国又建造远望3号船、改装原向阳红十号为远望4号船。进入新世纪后,随着我国载人航天、绕月探测等工程的深入推进,我国第三代测量船远望5号、6号船先后建成并交付使用。与原来的4艘测量船相比,远望5号、6号船数字化、标准化、系列化和通用化程度明显提高,具备海上智能会诊、排除故障的能力。

2014年初,远望5号、6号船先后加装某频段新型雷达测控设备,测控性能得到升级改造,将在探月工程等试验任务中担当重任。去年,远望3号船进行了中修技术改造,加装了目前我国船载最高频段的统一测控系统,使远望3号船测控通信和综合试验能力进一步提升。

2016年7月12日,远望7号船正式入列远望号船队,这是我国测控通信能力更强、船舶安全性能更优、信息化程度更高、保障条件更好的新一代航天远洋测量船。远望7号船历时18个月完成建造试航,入列仅12天后就出征执行海上测控任务,创造了建造周期最短、形成测控能力最快的新纪录。入列一年多来,远望7号船已陆续完成神舟十一号、长征五号、天舟一号等多次海上测控任务。

据了解,从1999年的神舟一号任务算起,我国至今已完成了11次神舟飞船和天舟一号飞行试验和空间交会对接试验,远望号船队不仅参与了全部任务,还以海上布站的独特优势,提供了非常可观的海上测控通讯覆盖率支持。

数十年来,远望号船队圆满完成了全部11次神舟飞船海上测控任务,54次北斗导航卫星以及包括嫦娥系列、风云系列等卫星、航天器的多次海上测控任务,并完成东方红二号甲卫星应急测控、天宫一号应急跟踪等10余次卫星海上应急测控任务。

测量船留下造船人深深烙印

“远望”号系列航天测量船为我国航天事业的发展作出了重要贡献,这离不开造船人的功劳。无论是设计还是建造都留下的他们深深的烙印。

上个世纪六十年代,我国第一颗原子弹和氢弹的成功爆炸举世震惊。但是,当时我国还不具备将原子弹、氢弹投送到万里之外的能力,这就好像有子弹没有枪一样,无法形成真正的战略反制力量。因此,研制承担远程运载火箭试验测控任务的远洋航天测量船迫在眉睫。

彼时,研究设计航天测量船面临的困难是难以想象的。首先是技术上,船上需要装备高、精、尖的测控,通信,导航定位,气象设备。同时,西方发达国家敌对情绪严重,对我国采取经济、技术封锁。

作为研发设计团队的七O八所,在漫长的研发过程中,为了一个共同的目标,自始至终都抱着相互了解、协调磨合、共同努力的愿望,感人的事例不胜枚举。为了解决稳定性问题,设计师们实施了三级稳定措施的三重保险方案;为解决电磁兼容性问题,他们科学地划分“远望”船上的天线工作区域并加设屏蔽措施,有效地抑制了耦合干扰和电缆传导干扰……终于将“远望”号航天测量船从梦想变为现实。

“远望”1号测量船设计成功,到形成“远望”系列船队,反映了中国舰船科研设计领先人物及科研队伍不断地成长壮大,已成长为一支经过锻炼考验的、能战能胜的科研队伍,标志着中国船舶事业的快速发展及其科研设计能力已达到一个新的水平。而今,”远望“号系列测量船已从“远望1”号发展至“远望7”号,三代远洋航天测量船,凝结着船舶设计人的智慧。

船舶设计出来了需要船厂建造。1974年,国务院确定江南造船厂成为“七一八工程”的主力厂。1976 年9 月,“远望1”号、“远望2”号航天测量船同时投料开工。自此,中国造船人揭开了建设“远望”号船队的辉煌篇章。

历经3年多的艰苦努力,“远望1”号和“远望2”号船相继交付使用,中国从此成为世界上继美国、苏联、法国之后第四个拥有航天远洋测量船的国家。继成功建造完成“七一八工程”后,1993年,七〇八研究所和江南造船厂又接到了研制建造了“远望3”号航天远洋测量船,并于1995年3月28日顺利完工交付,其建造时间比前两艘缩短了1年多。“远望4”号则由江南造船厂建造的远洋调查船“向阳红10”号改装而成。

十年后,七〇八所和江南造船再度被国家选中成为第三代航天远洋测量船的设计建造单位,分别于2007年9月和2008年4月交付了“远望5”号和“远望6”号船,再次圆满地完成国内一流、国际先进的第三代航天测量船建造任务。

“远望7”号则是江南搬迁长兴岛新址后承建的第一艘远洋航天测量船。该船设备更加集成综合,对以前的设备进行了集成化、信息化、系列化,且有大口径光学设备,可进行飞行器入轨和返回光学测量,精度更高更远,测控频段更宽更丰富,船舶平台入CCS客船规范和执行“安全返港”新规则。

(央视网、科技日报、光明网、中国青年报、百度百科、中国船舶七O八所、江南造船)

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