中国电科护航“圆梦乘组”平安回家
科技日报记者 付毅飞
(资料图片)
2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员费俊龙、邓清明、张陆平安回家。
作为中国载人航天工程副总指挥单位，中国电科认真做好神舟十五号载人飞船返回搜救任务，布设致密安全的测控通信网，构建近中远程搭配、海陆空协同的立体化搜救引导网络，为飞船返航打造熠熠“明眸”，圆满完成返回搜救任务。
返航归途“永在线”
从返回舱变速进入返回轨道到推进舱与返回舱分离，从返回舱进入大气层到安全着陆……神舟十五号从距离地面约400公里的空间站轨道返回，每一步都需要测控通信系统接力牵引，完成遥测、外测来接收和发送指令，观测分析返回舱位置、速度、飞行姿态。
在主着陆场，中国电科布设便携站、机载站、车载站、固定站等站型及多型号卫通系统，编织致密安全的测控通信网，像“听诊器”“遥控器”和“手机”一样，实时测量飞行轨道，监测返回舱供电、温度、气压等参数及航天员各项生理参数，实时传送地面发出的指令，指挥返回舱变轨、调整姿态，实时传输话音、图像数据，让地面可以与航天员实时沟通。
在新建和升级后的系统中，研制的大功率功放和高速调制解调器，大大提升卫星通信传输能力，传输容量提升5至10倍。研制的Ka频段卫星终端设备，第一时间将着陆场实时高清图像和多路语音，通过卫星传回任务指挥大厅，保证东风着陆场与酒泉卫星发射中心、北京指控中心三地之间画音信息的不间断传输。
看破“黑障”稳跟踪
随着“山海跟踪结束”调度口令响起，意味着神舟十五号返回舱成功穿越“黑障区”，渡过了返程之路最危险的时刻。
“航天器处于黑障区时，一切通信都会中断，地面指挥人员无法对其进行指挥联系，这时地面测量雷达的持续稳定跟踪显得尤为重要，它能实时监控航天器的高度、速度、姿态等，确保航天器和航天员的安全。”中国电科技术专家表示，在测控领域，“黑障区”持续稳定跟踪也一直是个大难题。
从神舟十五号返回舱进入大气层起，该集团研制的测量雷达就如同“明眸”一般，担负返回区首点截获、黑障区连续跟踪等任务，精准“看”到飞船在太空中的飞行轨迹。
为实现更高精度、更高可靠的测量，中国电科对酒泉、渭南、太原等测控站的多部测量雷达升级改造，使其具备精准坐标测量和精细成像处理能力，创新采用智能化鞘套判别、复杂波形设计等目标探测跟踪技术，看破“黑障”，为航天员归途架起电波“保护伞”。
精准定向迎“神舟”
“雄鹰报告，发现243信标”“243信号跟踪正常”，任务中，这两个关键任务节点是返回舱顺利开伞、正常返回主要判据，均由中国电科研制的系列定向仪提供支撑。
“定向仪就像‘千里眼’‘顺风耳’，第一时间捕捉返回舱冲出‘黑障’后发出的首个信号。”中国电科技术专家表示，该集团研制的机载、车载、船载、便携式定向仪，模拟信标机、航天员电台等产品，构建起近中远程搭配、海陆空协同的立体化搜救引导网络。定向仪采用无线电“呼叫-应答”模式，受外部环境因素影响更小，装备在运输机、直升机、搜索车辆、救助船舶等搜索平台上，能全天时、全天候、无盲区地接收返回舱“呼叫”信标，引导搜索力量迅速向落点靠拢。
空地联动大漠寻舱，地面返回搜救力量需要统一调度。中国电科研发回收区北斗态势系统，利用北斗导航系统定位和短报文功能，构建指挥中心、前方指挥、搜索平台三位一体的指挥体系。
该系统包括机载/车载终端和指挥型终端，机载/车载设备部署在搜索直升机、搜索车辆上，实时获取和回传各类搜索力量的位置，指挥型终端部署在指挥中心，负责接收和显示回传的位置信息，使指挥人员及时掌握搜救载体态势，为搜救力量“舱落机临”提供有力支撑。
