“四川力量”为英雄回家护航 揭秘航天员返回地球的“引路人”

封面新闻记者 陈彦霏

4月16日上午，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆，三位航天员顺利返回地面，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。

航天英雄回家，离不开“四川力量”的支持，位于四川成都的电科十所承研了我国70%的航天测控网，是太空中重要的“引路人”。此次航天员返回地面，电科十所的航天测控通信系统通过对信号捕获跟踪、测量、遥测和数传数据接收等，对返回组合体进行状态和轨道监测。

“引路人”如何为航天员回家指引方向？除了指引方向，又是如何发挥“听诊器”“遥控器”和“手机”作用，全面保障神舟十三号载人飞船的回家之旅？封面新闻记者为大家揭秘航天员返回地球的“引路人”航天测控通信系统。

“听诊器”“遥控器”“手机”

三大作用保障航天员安全返航

据央视新闻报道，此次太空“出差三人组”，返回地球，最大的特点之一就是启动“快返”模式。具体来说，就是在返回的过程中，飞船绕地球转圈的圈数从原来的十几圈减少到五圈，时间也从二十几个小时大幅缩短到几个小时，返回的速度变快了之后，对测控工作提出了更多挑战。北京航天飞行控制中心载人飞船任务副指挥杨彦波在接受央视采访时介绍，为了确保安全，此次还调用了两颗中继卫星测控。

记者从电科十所了解到，在神舟十三号载人飞船返回舱返回地球过程中，航天测控通信系统主要有三大作用。

“听诊器”作用，了解任务执行中的各类“健康数据”，通过实时测量飞行轨道，监测航天器供电、温度、气压等参数以及航天员各项生理参数。

“遥控器”作用，通过实时传送地面发出的指令，指挥航天器做变轨、调整姿态等动作。

“手机”作用，实现话音、图像数据传输功能，让地面可以与航天员实时沟通。此次人们能看到航天员返回地球的舱内直播画面，也是依赖于这个功能。

系统解读航天测控通信系统

四大功能维持航天器良好运行

航天测控通信系统是一个怎样的系统？它对指引航天员安全返回地球何意义？对此，电科十所载人航天总设计师、副总工程师柴霖举了一个生动的例子：航天器升空后，测控通信系统就是航天器和地面的唯一联系系统，它就像“风筝线”，而航天器就像“风筝”，风筝需要依靠风筝线才能稳定飞行，对于航天员来说，测控通信系统就是他们的“生命线”。

柴霖说，这个“风筝线”主要有轨道测量、遥测、遥控和数据传输四大功能，通过四大功能，既能保持空间站在理想轨道正常运行，又可以维持空间站和地面的联系。

据介绍，测量功能，就是从地面对航天器进行测距离、测速度和测角度，通过测量功能，可以判断航天器和理想轨道有无偏差。如果有偏差，可以进行及时纠正，确保航天器始终在理想轨道附近运行；遥测功能，主要是测量航天器上各种设备的工作参数、航天员的部分生理指标，以确保设备正常运行和航天员的健康；遥控，则是地面对航天器进行控制，如变轨或给航天员发指令；数据传输功能，是实现数据的高速传输，通过数据以G为单位的高速传输，实现天地对话、“天宫课堂”等功能。

而且还像拍电影一样是多机位，多画面。同时几个分会场的画面还要传到空间站里，让航天员看到，这表明我们的测控通信网的传输速度已经达到了和地面5G相同的水准。” 柴霖说。

新一代航天测控通信系统

稳定性、可靠性大大提高

航天测控通信系统作为航天器和航天员的“生命线”，经过多年发展，有哪些特点优势？又是怎样实现可靠便利的？

柴霖说，目前我国使用的第三代航天测控通信系统有3个特点：综合化、高可靠、国产化。

综合化，是指新一代测控设备具备测运控一体化，既有传统测控功能，又有高速数据传输功能，并且两类数据融合传输，大力节省资源。更重要的是，综合化设备和智能手机一样，可支持在一套航天测控通信设备同时安装多个APP，不同信号形式、工作模式、技术体制的功能可同时或分时使用。“操作手在执行测控任务时，颇有‘玩手机’的感觉。”柴霖说。

高可靠则首先体现在设备各个环节都可以交叉组合。柴霖说航天，测控通信系统由天线、信道和基带3部分组成，第三代“综合化测控体制”采用了资源重组的先进设计理念和技术，即各部分之间以交叉组合的方式重构出多种设备形态，大大提高了设备使用率和任务可靠度。

此外，新一代航天测控通信系统还配备健康管理技术和远程支持技术，用“治未病”的方式提高可靠性。柴霖说，健康管理系统融合了传统的故障树、专家系统和现代的大数据技术，将“发病-治病”模式转化为“实时全身体检，预测疾病于未然”模式；远程技术支持系统使得操作手不必时刻关注设备健康状况，通过卫通、光纤、互联网等多种手段，健康管理中心可以远程对分布在各地（包括远洋）的测控站进行体检和维护，大大节约人力资源，提升工作效率。

“在新一代航天测控通信系统中，从软件到硬件，从基础元器件到整机、系统，已实现国产化，稳定性、可靠性大大提高。”柴霖说。

从上世纪90年代初，我国开始了载人航天测控通信网的建设。30年来，从学习借鉴到突破创新，从百分之十几的测控覆盖率到100%的测控覆盖率，我国载人航天测控通信网的建设走出了一条具有自己特色的发展道路。

“没想到发展速度这么快。以前想着，中国的空间站要上天，至少得2030年后了，那时我可能都退休了，现在能在一线参与天宫空间站建设，我觉得很骄傲、很自豪。”柴霖说。

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来源：封面新闻