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从构想到现实 硬X射线调制望远镜卫星研制实现工程与科学完美融合

时间:2017年06月15日 信息来源:中国科技网-科技日报 点击: 字体:

作为我国首个空间X射线天文卫星,硬X射线调制望远镜卫星承载着我国高能物理学界与天文学界众多科学家多年的梦想。

6月15日,该卫星成功发射,不仅使我国在空间天文领域内摆脱观测数据源受制于国外,难以率先获得创新性成果的尴尬局面,也见证了承担卫星抓总研制任务的航天科技集团五院总体部,和承担科学目标提出、有效载荷研制的中科院高能所两支“国家队”的精诚合作,树立了工程与科学、工程与技术完美融合的典范。


趟出一条深度融合的新路

与以往五院承担的其他卫星型号相比,硬X射线调制望远镜卫星最大特点在于其独特的有效载荷。

从技术角度来看,该卫星有效载荷工作在X射线频段内,无论是工作原理、系统组成、性能指标、检验方法、卫星平台接口等,都与传统卫星研制有很大不同;从型号工作角度来看,有效载荷承担单位不仅是航天系统以外的部门,而且是以高能物理研究为主要业务的基础科学研究所,在工程经验、产品质量控制规范性、研制队伍运作规范性上,与航天型号要求都有一定差距。特别是凝结了国内众多科学家近20年心血才得以面世的有效载荷分系统,在型号方案阶段组织开展的风险识别专项工作中,赫然占全了“九新”(新技术,新材料,新工艺,新状态,新环境,新单位,新岗位,新人员,新设备),不仅在整星内独一无二,在国内众多在研卫星中也非常少见。

这都给卫星研制带来了新挑战:对中科院高能所团队来说,就像新手刚拿到驾照就要上高速跑长途,而且要求快速、安全、准时抵达,其压力可想而知;对五院总体部而言,不仅新用户、新单位、新人员是无法回避的风险源,而且航天型号的进度与经费压力也绝不能容忍高昂的试错成本,何况还有大量的新技术、新工艺等问题亟待解决,各种困难实实在在。

“要站在国家和使命的角度帮助有效载荷上天。”五院王希季院士为打破困局指明了方向。从此,卫星平台和用户载荷两个研制单位紧紧地联系在一起。

在卫星研制中,五院总体部的技术人员数十次深入用户部门,向科学家充分了解科学目标的深层内涵和任务要求,在实现工程与科学深度融合的基础上,寻求技术上的解决之道。每一步工程进展、每一个技术问题突破、每一项用户要求的满足,都在航天人与科学家一道研究的基础上实现。精诚的合作,最终保证了研制任务的顺利推进。


展示我国空间科学领域新实力

面对全新科学领域,以及用户的严苛要求,五院团队以最大化实现科学目标和用户要求为准则,瞄准国际一流破解卫星工程关键技术,提出“以新制新”的技术构想,大胆采用新方法解决有效载荷提出的新问题。

研制工作开展以来,技术人员对卫星的工作模式展开了深入论证,对研制难度较大的控制、测控、数传、热控等分系统技术方案进行了反复讨论研究。为了解决望远镜内近乎“冰炭同炉”的热设计挑战,热控设计师们动用了包括深冷热管在内的核心储备技术;针对卫星测控与数传任务的特殊性,技术人员实现了全空间覆盖、可见即可控可传的测控与数传方案。通过一系列攻关,简化了卫星设计,实现了有效载荷苛刻的技术要求,满足了多种观测模式需求,为获取更多的科学数据提供了基础保证。

同时,卫星在设计技术、姿态控制、热控、封装工艺、试验验证等方面有多项技术添补了国内空白,促进了我国空间技术的创新发展。


用“航天标准”为科学产品贴上可靠标签

硬X射线调制望远镜卫星的有效载荷技术非常复杂,集成度也很高,任何一个点出现问题,都将给型号进度和卫星质量带来严重影响。

研制过程中,五院团队充分借鉴航天成熟经验和相关规定,严格按照项目管理规范科学组织卫星工程实施,同时结合项目特点,不断创新管理理念,积极探索科学载荷研制管理规律和质量控制方法。

通过工程实践的历练,五院协助中科院培养了一支具有航天质量意识和业务素养的研制队伍,为最终确保卫星安全、可靠上天奠定了坚实的基础。





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