新華社上海11月15日電題:“風(fēng)云三號D”氣象衛星:“叱咤風(fēng)云”背后的故事
新華社記者張建松
我國第二代極軌氣象衛星風(fēng)云三號的第四顆星,15日凌晨成功發(fā)射,璀璨星空又多了一顆“中國星”。遙望星空,每一顆“中國星”都凝聚了航天人的心血和智慧。在“風(fēng)云三號D”衛星的研制單位--中國航天科技集團八院,記者聽(tīng)到了這顆新星“叱咤風(fēng)云”背后的故事。
多載荷在軌“和諧共處”的秘密
“風(fēng)云三號D”氣象衛星堪稱(chēng)“技術(shù)能手”,一星多能,共搭載了10臺(套)遙感探測儀器。其中,很多儀器“嬌氣敏感”,對工作環(huán)境的安靜程度要求極高。
例如干涉型紅外高光譜探測儀,在我國低軌遙感衛星上屬于首次應用,具有高空間分辨率、高光譜分辨率等優(yōu)點(diǎn),但即使微小的振動(dòng),也會(huì )使得其性能大打折扣。
眾多“嬌氣敏感”的載荷在軌運行,如何實(shí)現“和諧共處”而互不干擾呢?中國航天科技集團八院509所技術(shù)專(zhuān)家劉興天介紹說(shuō),這涉及到多載荷共存的動(dòng)力學(xué)兼容性問(wèn)題。
為了解決這一難題,給各類(lèi)載荷提供超安靜的工作環(huán)境,科研人員研制了微振動(dòng)監測與抑制系統,并首次在國內遙感衛星上應用了“液體阻尼隔振”技術(shù),實(shí)現“共振峰”和“高頻振動(dòng)”抑制。經(jīng)過(guò)對星上動(dòng)力學(xué)頻譜特性的研究論證,有效地避開(kāi)了載荷之間潛在的相互干擾。
與此同時(shí),科研人員還研發(fā)了“松弛型液體阻尼隔振”技術(shù),不僅能夠做到在“共振峰”處有效控制放大倍數,而且還將“高頻振動(dòng)”衰減90%以上,克服了傳統被動(dòng)減振的技術(shù)難題??蒲袌F隊反復開(kāi)展系列比對試驗,一個(gè)個(gè)參數調整,一項項測試驗證,最終確保了多載荷在軌“和諧共處”,保證了衛星成像性能。
衛星總裝廠(chǎng)房?jì)扔肋h“四季如春”
上海濕潤的空氣,對于搭載著(zhù)紅外相機的風(fēng)云系列氣象衛星來(lái)說(shuō)是致命的。一旦衛星在地面吸附了環(huán)境中的水汽,入軌后在宇宙空間的真空環(huán)境下釋放,造成水汽污染,就會(huì )導致紅外相機信號嚴重衰減,乃至失效。
正因為如此,中國航天科技集團八院的衛星總裝廠(chǎng)房?jì)扔肋h“四季如春”。據總裝中心主任陳小弟介紹,廠(chǎng)房?jì)鹊臐穸葒栏窨刂圃?0%至45%之間,溫度一直維持在20℃±3℃,廠(chǎng)房的潔凈度優(yōu)于十萬(wàn)級。
每天,廠(chǎng)房?jì)瓤刂葡到y都會(huì )將溫濕度數據報送到指定人員的手機上,一旦出現異常,便會(huì )自動(dòng)發(fā)出警報??傃b廠(chǎng)房還24小時(shí)維持著(zhù)“正壓環(huán)境”,即讓內部壓力略高于外部,使內部空氣可以外流,但外部空氣無(wú)法進(jìn)入廠(chǎng)房?jì)炔?。廠(chǎng)房的內部除塵系統也24小時(shí)運作,不間斷地除塵。
“風(fēng)云三號D”衛星上,還有一些器件對污染源特別敏感,如紅外相機的輻冷控制器、太陽(yáng)翼驅動(dòng)機構中的軸承等,除了對廠(chǎng)房環(huán)境有要求之外,總裝人員還需通過(guò)“高純氮氣正壓保持”的方法,對它進(jìn)行單獨保護,確保外界污染源無(wú)法進(jìn)入。
讓衛星“浮”在包裝箱里運輸
“風(fēng)云三號D”衛星從上海“乘坐”火車(chē)前往太原衛星發(fā)射基地,一路翻山越嶺、旅途勞頓,對保持衛星的潔凈度和舒適度也是不小的挑戰。
據中國航天科技集團八院主任工藝師張偉介紹,“風(fēng)云三號D”衛星總裝團隊設計了自帶減震功能的包裝箱,讓衛星像“磁懸浮”那樣,“浮”在包裝箱里,振動(dòng)沖擊很小。即使有些搖晃,也不會(huì )對星體造成影響。
同時(shí),通過(guò)在箱內維持“正壓”,來(lái)控制溫度和濕度,同時(shí)達到減振功能。在整個(gè)運輸過(guò)程中,還以數字化的方式,對箱內溫度和濕度數據、以及衛星狀態(tài)進(jìn)行隨時(shí)監測。
除了技術(shù)手段,操作人員在涉星操作時(shí),都必須按規定戴上一次性口罩、手套和防靜電手環(huán),防止人體的唾液、油脂或接觸時(shí)產(chǎn)生的靜電,對星體造成影響。
目前,風(fēng)云三號衛星已經(jīng)建立了一套完整的、可操作的防污染體系。未來(lái),還將融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現環(huán)境參數的數據集中采集與遠程動(dòng)態(tài)管理,進(jìn)一步提升衛星產(chǎn)品的防污染保障水平。(完)
(責任編輯:陳冬梅)