中国卫星海上测控部总工程师张忠华介绍说,在“神舟5号”飞行过程中,4艘远洋测量船要对飞船进行跟踪测轨、遥测、遥控、天地话音通信、接收飞船电视图象等任务,其测控通信时间占整个运行段的50%以上。
“远望一号”船承担了飞船入轨后轨道测量、遥测监视飞船状态、太阳能帆板展开控制等重要任务;远望二号船承担飞船入轨后数据注入和变轨控制等重要任务;远望三号船承担了飞船返回调姿与制动控制等关键控制任务;远望四号船用于弥补测控盲圈。
远洋测量船的位置则是由其承担的任务决定的。“神舟5号”飞船在太空运行的轨道并不象同步地球卫星那样是在赤道上空,它的轨道面和地球的赤道面之间有一个夹角,这个夹角叫作轨道倾角。“神舟5号”飞船的轨道倾角为43度左右,这就是说,飞船在环绕地球飞行时,是在南北纬40多度之间的上空运行。要对飞船进行测控,就必须能够观测到飞船,如果测控站点全部在北半球,南半球就相应成为盲区。
中国的陆上测控站全部分布在北半球,要完成飞船在南半球的跟踪测控任务,除了在南半球建立陆上测控站,剩下来的唯一选择就是让“远望号”航天测量船在南半球的指定海域执行飞船的测控任务。而且更重要的是,“神舟5号”飞船飞行轨道的一些需要地面监视和控制的特征点,如变轨点和返回制动点都在南半球,所以有三艘测量船布在南半球。
张忠华指出,“神舟5号”载人飞船一天绕地球飞行约14圈,除有一圈外其余每圈都有一至两艘船对其进行跟踪、测控和通信:“远望一号”船是3圈,“远望二号”船是6圈,“远望四号”船也是6圈,我们所在的“远望三号”船是3圈。它们和陆上测控站一起,实现了对神舟5号飞船每圈有1到5个测控通信弧段、关键弧段连续测控的需求,使神舟5号飞船按预定的计划顺利地完成飞行任务。
张忠华介绍说,与陆上测控站相比,航天测量船突出的特点有三:
一是可以在动态条件下对飞船进行测控和通信,即在动中测、动中控、动中通,这里所说的动包括测量点在船舶前进方向上的运动与升沉运动、甲板平面在三个方向上的摇摆运动:纵摇、横摇和艏摇(沿船舶航向上的左右摇摆)。因此,航天测量船增加了船位、船摇和船体变形精确测量设备;船载设备在捕获、跟踪目标时要克服船摇的影响;在数据处理中,也附加了大量的船摇与船体变形数据的滤波、预报及其修正。
二是航天测量船的许多大型测控通信天线密集在上甲板上,电磁环境复杂,天线视角受到许多限制。电磁环境的复杂性要求在航天测量船的船舶设计与建造、测控通信设备的总体设计与研制中,要很好地处理好电磁兼容问题。在航天测量船执行试验任务中,需要通过测量工况设计来解决天线视角受限的问题。
三是测量船长时间远航到三大洋预定海域执行任务,天气海况复杂,测控通信设备的工作环境恶劣,完成任务的安全性和设备可靠性要求高,工程技术人员的业务技术要过硬。(来源:人民网、作者:赵亚辉)