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實(shí)干最美|西安分院陸地探測(cè)四號(hào)01星研制團(tuán)隊(duì):十五載逐夢(mèng)“高軌” ,太空再綻華彩

時(shí)間:2023年09月07日 信息來(lái)源:本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊:1488 字體:

編者按


記錄最美的實(shí)干英姿,聆聽(tīng)鏗鏘的奮斗足音。為了鼓舞動(dòng)員全院廣大干部職工頑強(qiáng)拼搏,我們將目光集聚于身邊的埋頭苦干者、負(fù)重攻堅(jiān)者、獨(dú)當(dāng)一面者、連續(xù)作戰(zhàn)者,學(xué)習(xí)他們“團(tuán)結(jié)、緊張、嚴(yán)肅、活潑”和“質(zhì)樸、務(wù)實(shí)、較真、主動(dòng)”的精神面貌和工作作風(fēng)。


本期“實(shí)干最美”介紹五院西安分院陸地探測(cè)四號(hào)01星研制團(tuán)隊(duì)從零開(kāi)始研制攻關(guān),十五載齊心協(xié)力、攻堅(jiān)克難的故事。


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從第一個(gè)鎖緊點(diǎn)點(diǎn)火解鎖開(kāi)始,到最后一個(gè)展開(kāi)單元到位鎖定,經(jīng)過(guò)整整4個(gè)小時(shí)緊張而有序的工作,陸地探測(cè)四號(hào)01星大口徑環(huán)形反射面天線在軌成功展開(kāi),為后續(xù)開(kāi)展多項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)試任務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。


五院西安分院作為陸地探測(cè)四號(hào)01星的有效載荷研制單位,為該衛(wèi)星自主研制了SAR載荷分系統(tǒng)、SAR天線分系統(tǒng)、數(shù)傳分系統(tǒng)和電離層子系統(tǒng),包括相應(yīng)單機(jī)的硬件及軟件產(chǎn)品。這樣的成果來(lái)之不易。研制團(tuán)隊(duì)攻克了無(wú)數(shù)的困難和挑戰(zhàn),讓陸地探測(cè)四號(hào)01星閃耀太空,為我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力的提升提供了更加精準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支撐。


0質(zhì)量問(wèn)題,1次成功展開(kāi),100%自主可控

要想在如此遙遠(yuǎn)的距離實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面信號(hào)的接收和發(fā)送,就需要依靠西安分院為陸地探測(cè)四號(hào)01星研制的大口徑環(huán)形反射面天線。這副環(huán)形天線外形似一把巨大的“傘”,衛(wèi)星通過(guò)這把大“傘”向地面發(fā)射微波信號(hào)。為什么要將天線做大?西安分院陸地探測(cè)四號(hào)01星大天線負(fù)責(zé)人介紹:“天線的功能是要實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的發(fā)射和接收。而天線的口徑做得越大,接收的能量也就越多,這樣就可以通過(guò)大口徑天線實(shí)現(xiàn)極微弱信號(hào)的接收工作,達(dá)到進(jìn)一步提高雷達(dá)靈敏度的目的?!?/p>


要想研制大口徑天線,并非等比例放大原有小口徑天線那么簡(jiǎn)單。西安分院陸地探測(cè)四號(hào)01星天線分系統(tǒng)研制團(tuán)隊(duì)從2013年便開(kāi)始了此型大口徑天線的研制之路。研制團(tuán)隊(duì)將電氣性能、展開(kāi)動(dòng)力學(xué)仿真、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析等多個(gè)專(zhuān)業(yè)相結(jié)合進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,采用輕質(zhì)金屬網(wǎng)等新技術(shù)以及展開(kāi)策略的優(yōu)化提升產(chǎn)品性能,滿(mǎn)足了衛(wèi)星的使用要求?;谇捌诖罅砍浞值脑O(shè)計(jì)及仿真工作,陸地探測(cè)四號(hào)01星大口徑天線作為一款首飛產(chǎn)品,用研制過(guò)程零質(zhì)量問(wèn)題、在軌展開(kāi)一氣呵成的優(yōu)異表現(xiàn)交上了一份滿(mǎn)意的答卷。


為了保障天線型面的精度要求,研制團(tuán)隊(duì)用了兩年時(shí)間開(kāi)展多輪設(shè)計(jì)方案的迭代,結(jié)合我國(guó)紡織工業(yè)技術(shù)的最新成果,在為天線反射器大幅減重的同時(shí),大幅節(jié)省了原材料成本。


為提升產(chǎn)品的可靠性,研制團(tuán)隊(duì)自主進(jìn)行天線熱分析工作。由于環(huán)形天線的展開(kāi)會(huì)受到溫度、光照等環(huán)境條件的影響,為了找準(zhǔn)展開(kāi)時(shí)機(jī),天線熱分析師從零開(kāi)始開(kāi)展了大量技術(shù)參數(shù)的摸索工作。最終,天線展開(kāi)過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)與仿真分析數(shù)據(jù)幾乎完全吻合。



15年披荊斬棘攻關(guān)路

從2008年西安分院提出概念研究與初步方案設(shè)想,到2012年創(chuàng)新研制隊(duì)伍成立,2016年完成重要階段試驗(yàn),再到2018年國(guó)家正式立項(xiàng),最終于2023年成功發(fā)射并實(shí)現(xiàn)天線在軌展開(kāi),西安分院陸地探測(cè)四號(hào)01星研制團(tuán)隊(duì)在高軌微波成像領(lǐng)域一路披荊斬棘,持續(xù)奮戰(zhàn)十五載。


衛(wèi)星采用的全新的高軌成像模式,帶來(lái)了大量新設(shè)計(jì)、新技術(shù),國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有可供參考的先例。衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)指標(biāo)在精度和量度上都有了數(shù)量級(jí)的提高,一些在低軌衛(wèi)星里可以忽略不計(jì)的誤差,在高軌合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)中都會(huì)變成影響使用的關(guān)鍵因素。任何一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的影響,都需要從理論分析、仿真乃至通過(guò)大型試驗(yàn)進(jìn)行充分驗(yàn)證。論證方案、技術(shù)、材料、工藝等等,對(duì)研制人員來(lái)說(shuō)都是全新的概念,一切都得付出加倍的心血,投入更多的精力。


在先期預(yù)研攻關(guān)階段,為了驗(yàn)證高軌成像的機(jī)理和工程可實(shí)現(xiàn)性,從2014年起,團(tuán)隊(duì)陸續(xù)開(kāi)展了大量地面試驗(yàn)。


在某次成像試驗(yàn)中,天氣異常寒冷,開(kāi)闊的試驗(yàn)場(chǎng)地上寒風(fēng)凜冽、滴水成冰,試驗(yàn)在冰天雪地的戶(hù)外從早到晚持續(xù)進(jìn)行著。試驗(yàn)場(chǎng)沒(méi)有照明設(shè)施,一片漆黑。試驗(yàn)人員只能手提移動(dòng)燈具,身穿厚重的羽絨服,頭戴厚帽子來(lái)抵御嚴(yán)寒。即使這樣,試驗(yàn)人員的手也不一會(huì)兒就凍僵了。就這樣持續(xù)了一個(gè)多月,終于圓滿(mǎn)完成了試驗(yàn),獲得了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程研制急需的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。


另外一項(xiàng)試驗(yàn)過(guò)程也很艱辛。當(dāng)時(shí),西安分院的試驗(yàn)人員在試驗(yàn)基地中兩個(gè)集裝箱改造的房子里一干就是8個(gè)月。在試驗(yàn)之初,試驗(yàn)人員經(jīng)受了較大挫折,但他們從不沮喪,改進(jìn)好了試驗(yàn)狀態(tài)繼續(xù)試驗(yàn),其間還遇到了數(shù)不清的困難與問(wèn)題。就這樣日復(fù)一日,失敗,改進(jìn),失敗,再改進(jìn),直至成功!終于取得了預(yù)期的試驗(yàn)結(jié)果,為接下來(lái)的工程實(shí)施進(jìn)一步夯實(shí)了技術(shù)基礎(chǔ)。


受挫最多的時(shí)候離成功最近

進(jìn)入工程研制階段,由于衛(wèi)星采用了大功率容量的空間電纜、部件,以及大功率、高效率的空間固態(tài)功率放大器產(chǎn)品,由此帶來(lái)的微放電等空間環(huán)境下的大功率微波特殊效應(yīng)問(wèn)題,便成為衛(wèi)星有效載荷研制過(guò)程中一道道棘手的屏障??梢哉f(shuō),微放電是危害衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)的“定時(shí)炸彈”。為了“拆彈”,研制團(tuán)隊(duì)又開(kāi)展了大功率電纜等部件的功率耐受抗微放電試驗(yàn)。


在五院雄厚的技術(shù)實(shí)力支撐下,“攔路虎”擺在面前,研制團(tuán)隊(duì)沒(méi)有退縮,與困難展開(kāi)了一場(chǎng)場(chǎng)艱苦卓絕的戰(zhàn)斗。


研制團(tuán)隊(duì)從2015年到2022年,整整8年,歷經(jīng)近百次試驗(yàn)與改進(jìn)。尤其是2018年正式立項(xiàng)到2022年近4年的時(shí)間里,研制團(tuán)隊(duì)平均每半個(gè)月就要經(jīng)歷一次試驗(yàn)挑戰(zhàn)。就這樣周而復(fù)始,試驗(yàn)了90多次,經(jīng)歷了多次挫折和重新開(kāi)始。設(shè)計(jì)師們坦言,每次挫折都是異常煎熬的。


但研制團(tuán)隊(duì)卻始終相信問(wèn)題一定能解決,振作精神又重新開(kāi)始下一次的戰(zhàn)斗,終于在第93次試驗(yàn)中解決了微放電問(wèn)題,吹響了勝利的號(hào)角。西安分院資深微放電試驗(yàn)專(zhuān)家兼該衛(wèi)星大功率測(cè)試負(fù)責(zé)人說(shuō):“從事空間產(chǎn)品大功率試驗(yàn)幾十年,從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)在一項(xiàng)試驗(yàn)中受挫、改進(jìn)近百次的情況,可見(jiàn)超大功率星載產(chǎn)品的研制是多么難?。 ?/p>



用我丹心照蒼穹

高水平項(xiàng)目的成功,離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)的力量。


SAR載荷主任設(shè)計(jì)師帶領(lǐng)的雷達(dá)載荷總體設(shè)計(jì)師研制團(tuán)隊(duì),十余年如一日,在西安分院有效載荷系統(tǒng)創(chuàng)新中心和微波遙感與空間安全技術(shù)研究所的大力支持下,從理論分析、地面試驗(yàn)、仿真到系統(tǒng)設(shè)計(jì),不斷創(chuàng)新并付諸工程實(shí)踐,汗水澆灌的高軌合成孔徑雷達(dá)之花才得以燦爛開(kāi)放。


數(shù)傳分系統(tǒng)研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不斷攻關(guān)摸索,實(shí)現(xiàn)了根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行自主跟蹤和程控跟蹤的使用方式,有效保證了高速傳輸鏈路的可靠性,為未來(lái)地球同步軌道高速數(shù)傳技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


抗擊微放電“攔路虎”過(guò)程中,國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和空間電子產(chǎn)品制造中心的同志們開(kāi)展了大量仿真以及近百次測(cè)試工作,研制團(tuán)隊(duì)齊心協(xié)力解決了微放電難題,讓衛(wèi)星不帶任何隱患上天。


回顧研制歷程,西安分院陸地探測(cè)四號(hào)01星研制隊(duì)伍走過(guò)了一段常人難以想象的艱難、坎坷歷程。但也是這段艱難的歲月鑄就了一支甘于犧牲、無(wú)私奉獻(xiàn)、頑強(qiáng)拼搏、勇攀科技高峰的有效載荷研制國(guó)家隊(duì),更成就了今日陸地探測(cè)四號(hào)01星星耀太空的光芒。


征程萬(wàn)里風(fēng)正勁,重任千鈞再出發(fā)。后續(xù),西安分院陸地探測(cè)四號(hào)01星研制團(tuán)隊(duì)將持續(xù)致力于高軌微波成像技術(shù)提升,為中國(guó)防災(zāi)減災(zāi)工作貢獻(xiàn)航天力量。




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