深空測控系統(tǒng)：捕捉太空的聲音

目盡星河遠，連通天地間。

【資料圖】

在中國東北、西部邊陲的土地上，在南美巴塔哥尼亞高原上，一面面巨大的深空天線正向著浩瀚無垠的宇宙、向著遙遠未知的火星接力工作，日夜探索……

2012年6月，神舟九號成功返回地面，中國航天史上首次載人交會對接任務順利完成；2020年5月，嫦娥五號懷揣取自月球的土壤成功返回；2022年7月，問天實驗艙與天和核心艙組合體在軌完成交會對接，中國空間站在軌建造進入沖刺階段……

從手動完成對接到自主快速交會對接，從載人飛行到空間站飛行，從“嫦娥”奔月到火星探秘，中國航天事業(yè)不斷刷新紀錄、締造“航天強國夢”的背后，離不開由中國電科測控通信系統(tǒng)提供的強大技術支撐。

遙望星河，心系蒼穹。正是這些太空“守望者”，讓中國人探索太空的腳步邁得更大、更遠，不斷為中國航天事業(yè)書寫新輝煌。

深空測控“天羅地網(wǎng)”護“天問一號”平安

2021年5月，我國火星探測器“天問一號”成功著陸，時至今日，它仍在火星為我們探索著星際奧秘?！疤靻栆惶枴本嚯x地球最遠時可超過4億公里，也是目前我國深空測控系統(tǒng)已達到的最遠距離。在如此遙遠的深空還能與地球上的我們傳遞信息，靠的就是散布在廣袤大地上的深空測控天線系統(tǒng)。

從搭乘火箭上天到著陸火星，漫長旅途中“天問一號”并不孤獨。

地球一直在自轉，要想一直盯緊高速飛行的“天問一號”，需要在全球布下多個深空站。如果說把“天問一號”比作風箏，那深空測控系統(tǒng)就是人手中牽動的那根“風箏線”，而測控人就被稱作“牧星人”。

為盡可能多覆蓋測控范圍，中國電科首席專家柴霖介紹說：“我們利用國土東西縱深，建立了全亞洲最大的佳木斯66米深空站，喀什35米天線組陣系統(tǒng)，以及我國首個海外深空測控站阿根廷35米深空站?！比蟆罢緦ⅰ睂崟r“保駕護航”，無死角捕獲飛行器的位置和狀態(tài)，測控覆蓋率高達90%以上。

2021年2月，深空測控站接收到“天問一號”火星探測器傳回地面的首幅圖像。圖像里，火星阿茜達利亞平原、克律塞平原、子午高原、斯基亞帕雷利坑，以及最長的峽谷—水手谷等標志性地貌清晰可見。

聲像傳輸只是“開胃菜”，各個深空測控站組成一張看不見的深空測控網(wǎng)，確?！疤靻栆惶枴钡奈恢谩⑺俣群蜖顟B(tài)正常，將一條條命令及時準確地送達上億公里之外的探測器上，精準執(zhí)行著巡器與環(huán)繞器分離、火星著陸等任務所需的遠程控制；高性能接收探測器獲得的火星圖像、火星形態(tài)結構等科學數(shù)據(jù)，同時接收探測器發(fā)回地球的遙測信息，全程掌控任務設備狀態(tài)，并為任務提供數(shù)據(jù)支持。

在這樣的“通力合作”下，上億公里之外的探測器才能準確完成各項指令，深空測控系統(tǒng)為“天問一號”任務的圓滿完成提供了堅實的測控保障。

佳木斯66米深空測控站

深空天線組陣系統(tǒng)：傾聽4億公里外的“聲音”

我國邁向深空的腳步越走越遠，僅靠單個大口徑測控天線已經(jīng)不能滿足深空測控任務對測控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

星際空間廣袤無垠，從月球的38萬公里到火星的4億公里，信號衰減約100萬倍，能夠接收到的信號微乎其微。克服遠距離障礙，從嘈雜噪聲中提取極其微弱的有用信號，建立與探測器的電波聯(lián)系，是科研工作者必須攻克的難題。

“通過縝密論證，我們決定采用多個地面天線聯(lián)合工作的方案，通過信號處理，使它們形成一個整體，從而形成具有更優(yōu)異性能的天線組陣系統(tǒng)?！敝袊娍剖紫瘜＜夜⒒④娬f。

千錘百煉方能成鋼，風雨過后是彩虹和勝利。經(jīng)過多年攻關，中國電科制出4×35米天線組陣深空測控系統(tǒng)并投入使用，將這個艱巨的任務變成了現(xiàn)實。以單天線作用距離4億公里計算，合成后的系統(tǒng)作用距離超過8億公里，且性能不會下降，為未來我國走向更深遠的太空提供了雄厚的測控技術儲備。

喀什35米天線組陣系統(tǒng)

從太空走向深空，中國探測高度不斷刷新

沿著距離軸丈量我國深空測控網(wǎng)的作用距離，月球探測38萬公里，圖塔蒂斯小行星光學成像700萬公里，火星探測4億公里，但深空探測不止于火星。載人登月、月球科研站、木星以及遠天體的探測……我國測控通信技術走向更遠的深空，也走向了全面發(fā)展的新階段，促使著中國人邁向“星辰大?！钡哪_步不斷延伸。

從第一代測控體制到如今的第三代“綜合化測控體制”，從軟件到硬件，從基礎元器件到整機、系統(tǒng)的100%國產(chǎn)化自主可控，從“人工操作”到“自動運行”。讓“玉兔”在月球背面通過“鵲橋”與地面測控站互致問候，讓“天問一號”探測器環(huán)繞火星，讓“祝融號”在火星表面款款而行。

在每一次的航天發(fā)射任務中，中國電科積極發(fā)揮測控通信系統(tǒng)主體研制單位作用，在陸、海、天全方位系統(tǒng)布局地面雷達、地面測控站、海上測量船及中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，用無形電波張開了一張100%全覆蓋的測控通信“天羅地網(wǎng)”。

寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來，成功來自于一代又一代“牧星人”幾十年的刻苦攻關。執(zhí)行航天任務時，技術專家們分赴海內(nèi)外，在測控站外場長時間駐守，對設備進行維護、升級，不分晝夜，經(jīng)受戈壁、海浪、異國等種種考驗。測控人勇?lián)姑?，將為國奉獻的無私精神內(nèi)化于心，交出了一份沉甸甸的“成績單”。

我國首個海外深空測控站阿根廷35米深空測控站

中國深度，央企構造。面向未來，中國電科在地月光通信、上行天線組陣、下行天線組陣等尖端技術領域持續(xù)深耕，繼續(xù)深入探討著如何對深空大天線與光通信鏈路進行融合設計、如何更加高效地匯聚大口徑的天線資源，共同接收來自遙遠深空的信號……

星空浩渺無垠，探索永無止境。中國電科見證了我國從航天大國不斷向航天強國邁進，書寫著中國航天的華麗新篇章。