說起火箭發射,相信大家腦海中首先就會(hui) 想到倒計時與(yu) 點火發射的場景,而每次火箭發射之前所要進行的準備工作通常不那麽(me) 容易引起人們(men) 的關(guan) 注。但有細心的讀者可能會(hui) 注意到,每次我國火箭發射之前,都會(hui) 有“遠望船出發”這樣的新聞,而它也是保證火箭能夠上天的重要一環。
那麽(me) 有人就會(hui) 有疑問了:上天的事兒(er) ,為(wei) 什麽(me) 要用船呢?下麵就讓我們(men) 一起來了解一下測量船,以及中國測量船遠望號和它執行的校飛任務。
航天測控的“千裏眼”與(yu) “風箏線”
從(cong) 人類開始探索宇宙起,航天測控網就一直發揮著重要作用。航天測控能夠對運行中的航天器(運載火箭、人造地球衛星、宇宙飛船和其他空間飛行器)進行跟蹤、測量和控製。
而測量船是航天測控網中的重要組成部分。與(yu) 陸地測量站相比,測量船可在廣闊的大洋上靈活選點布站、機動應急測控。測量船既是“千裏眼”,又是“風箏線”,因為(wei) 它不僅(jin) 能夠測量飛行器軌道,也能夠發送控製指令,遙控衛星進行變軌、姿態調整、太陽能帆板展開等動作。

乘風破浪的遠望6號測量船 圖片來源:作者提供
但同時,在海水湧動、船體(ti) 擺動、天線晃動、目標移動等複雜條件下進行航天測控,技術難度又遠遠高於(yu) 陸地。因此,測量船要求具有較好的低速航行及機動性能,較大的續航力和自持力。
世界上第一艘航天遠洋測量船是美國的“阿諾德將軍(jun) 號”,於(yu) 1962年下水。此後,蘇聯與(yu) 法國也建造出測量船。上世紀60年代,我國開始發展遠程運載火箭和地球同步衛星,本土的測控網不能滿足飛行試驗要求,航天遠洋測量船應運而生。1978年,以毛澤東(dong) 手書(shu) 、葉帥的七律詩《遠望》命名的遠望一號、二號船鍛造出爐,遠望號測量船也成為(wei) 我國航天測控網的重要組成部分。從(cong) 此,我國成為(wei) 繼美、蘇、法之後第四個(ge) 擁有航天測量船的國家。
四十年來,遠望人不斷開拓進取,勇攀科技高峰,相繼完成了從(cong) 無到有、從(cong) 火箭測量到衛星測量、從(cong) 單一測量到綜合測控、從(cong) 衛星測控到載人航天器測控通信、從(cong) 地球軌道測控到月球軌道測控、從(cong) 單目標到多目標測控遂行多樣化試驗任務等七次重大跨越。
而今年已經多次完成海上測控任務的遠望6號船,於(yu) 今年年初在東(dong) 海某海域圓滿完成慣導精度鑒定和海上綜合校飛任務。

遠望6號船 圖片來源:作者提供
測量船的校慣導與(yu) 校飛
遠望號船長期出海,為(wei) 確保船舶安全,及時對船上設備進行更新換代,每過十年科技人員就要對全船進行一次大修。而海上綜合校飛則是遠望船大修過後提升船舶可靠性與(yu) 測控精確度的重要工作。隻有完成了綜合校飛,遠望號船才能取得海上測控“資格證”,更好地發揮自己的作用。

遠望6號船準備離開碼頭 圖片來源:作者提供
在正式校飛前,首先要進行測量船慣導精度鑒定,檢驗船姿船位係統性能。因為(wei) 在海上測控過程中,測量船需要綜合考慮船舶航行、顛簸搖晃、船體(ti) 變形等多種因素的影響,而慣導設備是校準各項誤差、影響最終測控精度的重要設備之一。
慣導精度鑒定由測控係統船姿船位組承擔主要任務。同時,氣象預報、中心機、網信、常規保障設備等多係統,以及平台慣導、捷聯慣導(含衛星導航)、光電經緯儀(yi) 、變形測量係統等多套設備也會(hui) 參與(yu) 進來,考察各係統的配合與(yu) 各設備運行的穩定程度。經過鑒定的遠望6號船能夠擁有準確的時間和位置基準,對順利執行海上綜合校飛打下了堅實基礎。
接下來就是海上綜合校飛,校飛是指使用裝有專(zhuan) 門校驗設備的飛行校驗飛機,對導航、雷達、通信等設備進行檢查與(yu) 評估。測量船的校飛包括性能校飛與(yu) 精度校飛兩(liang) 項。
性能校飛項目包括對測量船的跟蹤性能、引導功能、船搖隔離度、測星校航向能力、數據傳(chuan) 輸處理能力的測定。通過測試,能夠發現設備的動態性能、工作方式及其轉換,以及設備之間的工作協調性中存在的問題,從(cong) 而進行校正。

船員們(men) 進行天線結構檢查 圖片來源:作者提供
精度校飛主要檢驗設備在不同工作模式、動態條件下的跟蹤測量精度,同時利用標校衛星開展衛星校飛。參與(yu) 考核的設備包括船載S頻段、X頻段、C頻段測控係統、船姿船位係統中的光電經緯儀(yi) 以及其他船載設備。
性能校飛和精度校飛互為(wei) 補充,二者配合,能夠充分驗證各種測控設備是否滿足任務要求。性能校飛項目包括最大工作範圍和保精度工作範圍,類似於(yu) 電壓表的量程和最佳測量範圍。而精度校飛則類似於(yu) 測試電壓表指針的靈敏度,主要考驗各分係統不同模式下測量時的誤差。性能校飛可以為(wei) 精度校飛提供相應的保精度跟蹤範圍,同時還可以獲取高、低仰角下的測量精度,精度校飛獲取的數據則可以印證性能校飛的有效性。
挑戰極限的遠望6號
遠望號在實際的海上測控中,總是伴隨著氣象多變、海況惡劣等意想不到的困難和挑戰,因此在校飛過程中,遠望6號船會(hui) 盡可能模擬各種極限情況,錄取設備在不同工作狀態、不同組合下的試驗數據,以此來全麵檢驗測量設備性能,評定測量設備精度。比如遠望6號船會(hui) 將校飛任務與(yu) 船搖隔離度檢查相結合開展,通過減搖鰭讓船產(chan) 生了8度左右的晃動,以此來模擬大風浪條件下的測控。這讓整個(ge) 校飛過程都充滿挑戰,但同時也為(wei) 未來執行任務提供了保障。

校飛期間,遠望6號船進行休整 圖片來源:作者提供
除了檢驗新設備、新技術外,海上綜合校飛也同樣檢驗著所有的參試人員。停航近兩(liang) 年,此次隨遠望6號船出海的科技人員中有50多人是首次上崗。根據這一情況,在航渡過程中,遠望6號船充分發揮技術民主集智攻關(guan) ,定期召開試驗總體(ti) 技術例會(hui) ,全麵開展調試測試,嚴(yan) 密組織聯調演練,最後經過統一考核,全體(ti) 人員通過崗位參試能力評測,取得崗位資格認證,並在校飛中錘煉了各項能力素質。

校飛期間科技人員核對數據 圖片來源:作者提供
經曆了設備的檢驗、係統的調配、人員的磨合,遠望6號在今年已經完成了以北鬥三號為(wei) 代表的四次海上測控任務,如今他已於(yu) 11月13日再次遠征大洋,在此期間它將在印度洋和太平洋等多個(ge) 海域完成多次海上測控任務。待它歸來時已是2021,最後讓我們(men) 祝福遠望6號船一帆風順,早傳(chuan) 捷報!
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