編者按

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。

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)。

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)品的研制是多么難啊！”

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。