航天科普:航天器是否在線(xiàn)?“千里眼”測控雷達來(lái)報
來(lái)源:少年航天局
發(fā)布時(shí)間:2023-01-04
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“酒泉雷達跟蹤正常!”

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“渭南雷達跟蹤正常!”

“太原雷達跟蹤正常!”

“青島雷達跟蹤正常!”

……

每當有飛行任務(wù)時(shí),我們總能從電視直播中,清晰地聽(tīng)到指揮控制中心大廳里傳出類(lèi)似的報告聲。這些“監護”著(zhù)航天器飛天的雷達設備,就像是牢牢掌握其飛行軌跡的“風(fēng)箏線(xiàn)”,擁有著(zhù)“千里眼”的本領(lǐng),無(wú)論航天器飛得多高、多遠,其一舉一動(dòng)都被“盡收眼底”。

站高望遠,“火眼金睛”只為追尋到底執行發(fā)射任務(wù)時(shí),為精密跟蹤火箭的位置,除了依賴(lài)火箭上的光學(xué)設備外,還要靠無(wú)線(xiàn)電波工作的雷達,進(jìn)行火箭主動(dòng)段外彈道軌跡測量任務(wù)。相比受限于天氣的光學(xué)跟蹤、依賴(lài)火箭上設備的遙測,雷達監測對于火箭上升段的探測更安全、更可靠。

在今年空間站建造任務(wù)中,投入使用了國內首部大口徑雷達遙測一體化系統,該雷達主要承擔火箭主動(dòng)段外軌道測量任務(wù),探測距離可達數千千米,可完成火箭遙測信號下行接收與解調工作,實(shí)現對火箭的精密跟蹤,對火箭的安全飛行具有重要的意義。

這些“千里眼”有不同形式。如“反射式跟蹤”式雷達,工作方式就是“自問(wèn)自答”:由雷達發(fā)射無(wú)線(xiàn)電信號,遇到飛船后反射回地面,幫助飛控中心了解飛船的飛行軌跡。這個(gè)過(guò)程就像是雷達在自己“提問(wèn)”,自己找答案。而“應答式跟蹤”式雷達,工作方式是“一問(wèn)一答”:雷達發(fā)出信號,飛船上的應答機接受到之后,又返還一個(gè)信號給地面雷達測控站,這個(gè)過(guò)程就像是雷達發(fā)問(wèn):“你在哪兒呢?”飛船回答:“我在這兒呢!”

這些“千里眼”作用高度有多高?“反射式跟蹤”式雷達探測距離在幾百千米,“應答式跟蹤”式雷達能達到數千千米。我們的飛船進(jìn)入軌道的高度在距離地球數百千米,所以雷達可以輕輕松松“看”到它。

一覽無(wú)遺,“天羅地網(wǎng)”只為全面保障太空中有數以百計的各國人造衛星,以及近地空間站等航天器,雷達要如何“看清”哪個(gè)是我們的神舟飛船,哪個(gè)是我們自己的空間站呢?

在每個(gè)航天器上,都會(huì )安裝獨特的接收機、應答機等設備作為雷達的“助手”。這個(gè)過(guò)程就像是在打電話(huà),雷達通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波發(fā)出信號,向航天器發(fā)出“你在哪”的信號,安裝在航天器上的接收機接受這個(gè)信號,通過(guò)應答機以無(wú)線(xiàn)電波形式發(fā)出位置反饋。在這些引導信息的幫助下,雷達就能準確截獲目標,開(kāi)始跟蹤,測量出航天器更加精確的軌跡信息。此外,為提供高精度的測量性能,科研人員對新一代的測量雷達進(jìn)行了升級,具備對目標成像的功能,通過(guò)位置和圖像信息,確保雷達不會(huì )“看走眼”。

在今年的發(fā)射任務(wù)中,科研人員還配備研制了新一代船載測量雷達。這讓人不免有疑問(wèn):上天的事兒,為什么要用船呢?

原因就在于測量船是航天測控網(wǎng)中的重要組成部分。與陸地測量站相比,測量船可在廣闊的大洋上靈活選點(diǎn)布站、機動(dòng)應急測控,不僅能夠測量飛行器軌道,也能夠發(fā)送控制指令,遙控衛星進(jìn)行變軌、姿態(tài)調整、太陽(yáng)能帆板展開(kāi)等動(dòng)作。而新一代船載測量雷達則采用高可靠設計,雷達上安裝了先進(jìn)的姿態(tài)測量設備,無(wú)懼海上風(fēng)浪,可以在測量船搖擺的情況下得到和地面一樣高的測量精度,為航天測控任務(wù)提供了高精度測軌數據。


內容來(lái)自:中國電子科技集團有限公司第十四研究所




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