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使命在肩 为国铸器丨陆地探测四号01星研制团队纪实

时间:2023年08月24日 信息来源:本站原创 点击:1133 字体:

由航天科技集团五院抓总研制的陆地探测四号01星于2023年8月13日在西昌卫星发射中心成功发射,并于近日顺利进入工作轨道。该卫星是世界首颗地球同步轨道SAR卫星,未来投入使用后,将进一步完善我国天基灾害监测体系。


我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一。2008年,我国先后发生了南方雪灾和汶川地震,给人民生产生活造成巨大影响。于是有一支队伍迅速集结,他们致力于解决灾区影像难以快速获取问题,以卫星遥感技术支持用户应急决策,减少灾害给人民生命财产带来的影响,他们就是五院陆地探测四号01星研制团队。


“必须蹚出一条属于我们自己的路线”


在陆地探测四号01星发射之前,高轨SAR仍是国际上的空白。“必须蹚出一条属于我们自己的高轨SAR路线。”尽管没有成熟的经验借鉴,五院研制团队坚持自主创新,在总指挥、总设计师的带领下,开展论证攻关。


天线是SAR载荷工作的关键。于是,型号总体团队联合SAR载荷团队率先对天线方案进行探索,“我们要兼顾工程可实现性与观测效能。”在进行了大量技术调研,做了十几轮的方案论证,并不断优化后,研制团队创造性地提出了全新的扫描方案,充分发挥出多种天线方案的优势,能够有效满足高轨SAR卫星的观测需求。


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▲ 研制人员在精密定轨测试现场


全新的方案,此前并无相关验证方法,如何验证方案可行,成为了研制团队面前的“一道坎儿”。


传统的低轨SAR合成孔径时间为秒级,一般采用高速平台进行校飞试验,以验证成像可行性。然而,高轨SAR合成孔径时间较长,需要采用低速平台才能完成验证。为了证明高轨SAR成像可行,研制团队“四处寻觅”验证平台,创造性地将一段废弃的铁轨“变废为宝”,设计了一款可调节速度的“小车”装载天线,在滑轨上慢速滑行,模拟高轨SAR的合成孔径时间成像,最终获取到真实的长合成孔径时间的SAR图像,验证了高轨SAR成像机理的可行性。


同时,针对传统飞机速度快的问题,研制团队对多种空中飞行器的速度、稳定性做了详细调研,最终采用直升机进行慢速飞行,模拟高轨SAR成像参数,完成了机载校飞试验,获取了不同地物场景下的长合成孔径时间成像结果,与“铁轨验证”形成“双保险”,充分验证了高轨SAR图像的可用性和方案的可行性,为工程研制奠定了坚实的基础。


“咬紧牙关,不负重托”


通往成功的道路上往往困难重重。面对挑战,五院研制团队秉持不负党和人民重托的信念,发扬大力协同、勇于登攀的精神,百折不挠,翻越险峰。


由于高轨SAR卫星轨道高,对载荷发射功率需求大,对星上单机各部分产品性能要求也比低轨SAR卫星高出一个数量级。研制团队无成熟技术可借鉴,敢于创造、善于创造的他们全新设计出满足大功率需求的单机产品。


产品从“设计”到“投产”并非易事,其中,最困难的是大功率电缆组件。“卫星功率太大,我们常用的电缆在这颗卫星上都不适用。如何找到合适的组件?”面对全新的技术难题,研制团队开展海量的技术调研,对比多款大功率电缆组件性能,正当大家以为终于找到了一款合适产品的时候,在试验中,研制团队却发现这款电缆存在放电风险。为此,研制团队再次开展调研,为卫星选择了另一款电缆,却再次发生了低气压微放电问题。


“不能让卫星带着一点儿隐患上天。我们要保证研制效率,但也必须要保证质量!”卫星设计师们给出了坚定的答案。


为了让大功率产品能稳定使用,卫星总体设计师、载荷设计师们从不同城市集结起来,夜以继日开展方案论证。功夫不负有心人,经过多个不眠夜的攻关,研制团队终于成功找到解决方案,让经过改进的电缆顺利通过各项试验,安装到卫星上。


“协同攻坚,精益求精”


轨道精确,是确保高轨SAR卫星成像质量的前提。然而,让卫星在离地面36000千米的茫茫宇宙中知道自己的位置有多难?卫星精密定轨团队用了4年的时间,给出了答案。


正如人们使用导航出行一样,卫星在天上大多也使用导航卫星来定位。然而,高轨卫星比大多导航卫星轨道高,没有“头顶”导航卫星的指引,定轨精度只有“百米级”,距离SAR卫星需要的“米级”的标准相差甚远。


“攻克这一难题,不仅是高轨SAR卫星的一个关键突破,更能推动技术跨代发展。”为此,五院成立精密定轨攻关团队,发扬航天人协同攻坚、合作共赢的优良传统,联合国内优势单位开展调研论证,经过几十次技术研讨、十几轮技术方案迭代和仿真分析,终于找到了将高轨卫星定轨精度提升至“米”级的低成本、高性能的技术路线,满足应用需求。


全新的方案,带来的是全新的产品研制和试验验证。产品研制涉及到北京、上海等近十个城市,这也将精密定轨团队成员们历练成了“效率达人”。他们往往是上午在北京开完技术讨论会,下午出发去另一个城市验收产品,转天迎着朝阳又出现在赶往试验验证的路途中,途中还要联系后面的行程计划……


新产品、新技术也对验证环境提出了新要求。为了找到合适的验证环境,研制团队跑遍了多个城市的多个试验场和实验室,通过频繁的考察,依着这些难能可贵的实(试)验环境,设计出一个个巧妙、精密的试验,又经过2年的时间,终于完成了新产品的研制和地面验证。


“值得信赖,勇于担当”


随着卫星各个关键产品、关键技术的落地,陆地探测四号01星逐步从一个设备、一个分系统“集结”成为了一个整体,接下来摆在研制队伍面前的就是如何面向未来的在轨使用开展系统级的测试验证。


如同卫星研制一样,高轨SAR卫星测试也几乎是“零经验”可循。测试团队只能学习低轨SAR卫星和高轨通信、导航卫星的测试知识,触类旁通,摸着石头过河。经过大家共同努力,团队逐步梳理并设计研制出了一套适用于高轨SAR卫星的测试系统。


陆地探测四号01星的测试一干就是八年。八年来,团队中的每一名成员始终牢记综合测试是卫星研制的最后一道关卡,将“把好自己的关、站好自己的岗”当作座右铭。期间,尽管测试队伍也经历了一些人员的更迭,但是 “值得信赖、勇于担当”的精神却传承至今。他们几乎没有节假日,疫情期间更是“逆行”到岗,只为确保型号任务按时完成。卫星测试指挥常说:“总体工作你们放心干,我们测试来保后墙不倒。”这看似一句简单的话,是团队“八年坚守”积累的自信,也是他们为了托举“世界首颗”许下的承诺。


功夫不负有心人!默默耕耘、安静工作的研制团队通过15年的努力,为党和人民交出了满意的答卷:陆地探测四号01星将满足我国及周边区域防灾减灾及地震监测、国土资源勘察及海洋、水利、气象、农业、环保、林业等7个行业应用需求,并可以为“一带一路”相关国家和地区提供数据服务,守护我们的中华大地,为祖国的繁荣昌盛保驾护航。




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