中国电科：通联天地

打开文本图片集

如果说火箭和飞船是幕前的英雄，那么中国电科负责的测控通信就是幕后的导演。离开了航天测控的飞船，就像那断了线的风筝

“天宫一号”里，航天员刘旺熟练地吹起了口琴。收起口琴，他向着面前的屏幕说着什么。原来，6月21日是他妻子的生日。刘旺正在跟他的妻子进行天地实时双向视频通话。

迢隔天地，“天宫一号”里的航天员是怎么实现跟亲人私密通话的梦想呢？这就要靠中国电子科技集团公司通信系统的保障。

“通过我们研制的设备，可以实现视频图像的双向传递，让航天员和地面人员进行实时图像交互。”中国电科高级工程师马厚勇介绍说，飞船上的视频信号传输下来，地面站的天线进行接收，再通过IP网传输到指挥中心，这样地面指挥中心就能看到航天员的样子了。地面指挥中心的视频传到飞船上，就是这个过程的逆向。

听起来简单的过程，实现起来并非易事。

数年前，“神舟七号”航天员翟志刚成功出舱，手举五星红旗向全国人民传达问候时，全国人民都可以看到他，他却无法看到北京飞控大厅的情况。“航天员如果长时间只能看到队友，而看不到其他人，容易产生一些心理问题。”北京航天控制中心副总工程师李剑介绍说。

为解决这一问题，中国电科经过多年艰苦攻关，建立了一套依靠中继卫星和地面工作站配合的全新天地通信系统，实现了航天员双向视频的梦想。

马厚勇介绍说，这样一来，航天员在“天宫一号”内进行操作实验时，航天飞行控制中心的专家可以通过视频对其进行指导。同时，实现双向视频传递，让航天员看到飞行控制中心的情况，甚至能够与亲人们实现面对面交流通话，可以消除他们的寂寞感，让航天事业更加人性化。

在此次“天宫一号”与“神舟九号”载人交会对接任务的八大系统中，中国电科是测控通信系统的主要力量。“所谓测控通信系统，就相当于放风筝时的风筝线。”中国电科首席科学家马林介绍说，航天测控控制着飞船的点火发射、飞船和火箭的分离、飞船的入轨、太阳帆板的展开、了解飞船运行情况、飞船的变轨、和宇航员通话、保证飞船安全落地等重要环节。“可以说，火箭和飞船是幕前的英雄，而测控就是那幕后的导演，离开了航天测控的飞船也就像那断了线的风筝。”

此外，中国电科还承担了航天员系统、发射场系统、运载火箭系统、着陆场系统、飞船系统等大系统的装备、元器件的研制和生产，共研制和生产了488个品种的产品，为圆满完成“天宫一号”与“神舟九号”载人交会对接任务奠定了坚实的基础。

漫天张密网

“酒泉雷达跟踪正常！” “渭南雷达跟踪正常！” “太原雷达跟踪正常！” “青岛雷达跟踪正常”……

“神舟九号”发射升空后，从电视直播中，观众可以清晰听到航天指控中心大厅里传出类似的报告声。他们报告的，就是中国电科雷达跟踪监测的结果。6月16日的电视直播显示，执行中国首次载人交会对接任务的“神舟九号”载人飞船，于18时37分发射升空后，立即被酒泉的雷达监控站捕捉到，随后位于陕西渭南、山西太原、山东青岛的测控站，也相继发现并监测着神九的飞行轨迹。

地球表面71%是海洋，只有29%是陆地，虽然陆地上建有十几个地面监测站，但为了在更广阔的范围、更长的时间里实现对“天宫一号”和“神舟九号”的测控，远洋测量船是必不可少的。

对接任务要求地面天线对“神舟九号”和“天宫一号”实现精确、远端控制，为此，中国电科在“远望号”测量船上安装了第三代卫星通信天线设备。与以往只有一副天线不同，第三代天线设备包括3.8米口径和7.3米口径两副天线，其中的7.3米直径天线是目前国内口径最大的船载天线。

受地球曲率影响，每个地面站或测量船只有7分钟左右的时间可以对飞船进行测控，即便所有的地面站和测量船测控时间加起来，也只能对飞船实现20%的测控率。在飞行的80%时间里，飞船都处于和地面失去联系的状态。为了能真正实现对飞船的全天候测控，中继卫星应运而生。

中国电科高级工程师杨志国介绍说，凭借站得高的优势，两颗中继卫星可以实现对飞船80%的测控率。中继卫星不能单独工作，必须依靠相对应的地面工作站进行数据传输，中国电子科技集团公司作为总体单位负责中国中继卫星地面站的建立、维护。

由此一来，中国电科凭借地面的测控站与天上的中继卫星的密切配合，用无形的电波为远望号、北京航天指挥中心和“天宫一号”、“神舟九号”飞船间架起了一道空中桥梁。

十年炼神眼

交会对接，是此次“神舟九号”发射任务的核心环节。所谓交会对接，就是“天宫一号”在前边飞，“神舟九号”从后边追上去，然后两者连接在一起。

在浩淼的太空中，“神舟九号”与“天宫一号”比两粒微尘也大不了太多。更可怕的是，两者的时速高达28000公里以上。一丝细微的偏差，也会让“神舟九号”与“天宫一号”擦肩而过。因此，曾有专家比喻说，这就好比在几百公里外拿一根线去穿针。

为了让这个穿针的过程准确无误，科研人员想了不少办法，仅雷达就设置了三种：二者相距百公里的时候，是航天科工集团研发的微波测量雷达捕获目标；当距离缩短到50公里时，飞船上的无线电雷达也开始发挥作用；10公里以内，由中国电科研发的激光雷达接棒，一直引导到二者相会。

中国电科总经理熊群力介绍说：“在‘天宫一号’与‘神舟九号’交会对接中，激光雷达性能稳定可靠、测量参数及时准确，为交会对接任务的顺利完成发挥了关键作用。”

然而，这份荣耀来得并不容易。为了这一成功，中国电科已期待了10年。

1998年，当人们对激光雷达概念还比较陌生时，中国电科就抓住了激光在航天应用领域的独特优势，自主研制了激光雷达原理样机。2002年，该项目正式立项，经过十余年反复实验、修正，在“神舟八号”上得以正式应用。

为了充分验证这项技术，获得比较接近太空环境的远距离测试数据，这支年轻的团队转战大江南北，足迹北至内蒙古，西至青海，南到云南。10年间，走过6个省市，行程10万余公里。而很多实验，往往需要把一个技术拆开来做，这个城市做一个，得一个数据，那个城市再做一个。最后，把所有的数据汇总，得出一个整体链条。

出人意料的是，这个项目的核心团队20多人的平均年龄只有30岁。刚满30岁的刘果和封治华已是团队的核心成员。刘果回忆说，有一次，在青海海拔4000多米高的山区，22个人冒着高原缺氧的危险，背着20多公斤的设备爬上无名山头，用最短的时间架起实验设备，换来了激光雷达威力实验的第一手数据。

据介绍，为“神舟十号”研发的激光雷达已经交付。研发团队将会总结今次神九和天宫的对接情况，对神十软件再修正完善。

神九展新翼

“神舟九号”与“天宫一号”两次交会对接过程中，我们可以很清楚地从电视直播里看到，与此前的神舟系列飞船一样，“神舟九号”有一副宽阔的翅膀。那是一对太阳能帆板，肩负着为“神舟九号”飞船提供电力的重任。

从火箭发射点火后到神舟飞船和火箭分离，太阳能帆板展开前，飞船的电能由蓄电池提供；太阳电池阵展开后对日定向，开始将太阳光能转变为电能，一方面提供飞船平台电能，同时给蓄电池充电，满足飞船在无太阳光区域即地球阴影区的电能需求。

与“神舟八号”相比，“神舟九号”不仅增加了对接机构，而且搭载了三名航天员。飞船的返回舱、推进舱内，也增加了不少新设备，大大增加了电力的消耗。为此，中国电科的科研人员开动脑筋，开发了一种名为三结砷化镓的新型太阳电池。

中国电科为“神舟九号”飞船研制的三结砷化镓太阳电池阵，平均光电转换率为27.56%，光电转化效率提高了50%以上。发电能力达到国际先进水平，和去年发射的“神舟八号”飞船所用的电池阵相比也提高了0.16%。

三结砷化镓太阳电池阵不仅转换效率高，而且抗辐射性能好。“神舟九号”飞船运行在320〜340公里的近地球轨道，空间环境中的紫外线、电子、质子等空间粒子都会对太阳电池阵产生影响，产生性能衰降。为确保太阳电池阵在任务期间的安全性、可靠性，满足能量的需求，太阳电池的性能越高、抗辐射性能越好，在任务末期的性能衰减越小，从而可以在任务开始和结束时都能很好的满足飞船的电能需求。

毫不夸张地说，“神舟九号”的太阳电池阵就是飞船的生命源泉，中国电科研制的高质量高可靠的电源产品保障了它的生命能量。