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5月29日，天問二號搭乘長征三號乙Y110運載火箭，開始了深空探測新征程。本次“旅行”，天問二號探測器將對小行星2016 HO3和主帶彗星311P開啟科學探測。
本次任務，中國電科作為工程副總指揮單位，配備測控通信、太陽電池陣、核心元器件等系列產(chǎn)品，全面保障“天問二號”的乘風破浪探索之旅。
這次任務將是扇形柔性太陽電池陣的首次練兵。
在行星探測“旅途”中，天問二號探測器需脫離地球引力場，進入太陽系空間和宇宙空間進行探測，本次探測任務的其中一個目標所在軌道與太陽間距將達到3.74億公里，較傳統(tǒng)繞地球衛(wèi)星與太陽之間的距離更遠，進而使得探測器接收到的太陽光光強以及探測器運行環(huán)境的溫度均明顯低于傳統(tǒng)衛(wèi)星。
“也就是說，天問二號探測器運行軌道環(huán)境處于‘低溫低光強’的狀態(tài)中，這對于受光強和溫度影響極大的太陽電池陣提出了更高的要求?！泵鎸@種軌道環(huán)境，電科藍天技術(shù)人員全面評估太陽電池陣設計過程中可能遇到的問題，從單體電池研發(fā)、低溫低光強環(huán)境電池性能測試以及低溫輻照加固三個方面進行創(chuàng)新研究，研制出國內(nèi)首款新型低溫低光強太陽電池，光電轉(zhuǎn)換效率由29.5%提高至34%，同等面積下功率提升15%，又創(chuàng)新設計了扇形柔性太陽電池陣，兼具高收納比、長壽命、高可靠、輕量化等特點。
“這款太陽電池陣采用扇形展開圓形太陽翼結(jié)構(gòu)，我們在研制過程中充分考慮太陽翼收攏時的壓力問題，對各元器件的鋪設進行扁平化處理，保證電池電路收攏和展開時的平整度?！奔夹g(shù)人員表示，該型扇形柔性太陽電池陣，利用較小重量和體積代價，可實現(xiàn)高功率輸出和高展開剛度，與傳統(tǒng)剛性太陽電池陣相比，天問二號太陽電池陣體積比功率提高近5倍，能夠在低溫、低光強環(huán)境下保證較強發(fā)電，大大滿足探測器工作需要。
這次任務將是對我國深空探測能力的又一次重大突破。
“距離遠、信號弱、延時大、頻段高，這是深空探測任務的最大挑戰(zhàn)?！本W(wǎng)通院專家表示，為給天問二號探測器提供遙控上注、遙測接收、高精度導航、高速數(shù)據(jù)接收等通信支撐，他們研制的喀什4x35米深空天線組陣系統(tǒng)、阿根廷35米深空站等國內(nèi)外深空探測設備，將全程保障探測器發(fā)射、繞飛、著陸和返回等階段任務。
針對深空測控任務時間長、工作模式復雜、可靠性要求高等特點，技術(shù)人員采用了全新的層次化軟件監(jiān)控架構(gòu)，實現(xiàn)了“有人值守、無人操作”的運行模式。同時，系統(tǒng)配備了健康管理設備，具備狀態(tài)實時監(jiān)測、故障診斷的能力，提高了設備的可靠性，保證任務的萬無一失。“海外建探測站，好處是可以極大增加探測器地面可視范圍，但是還需考慮數(shù)據(jù)回傳、遠程監(jiān)控等行業(yè)難題?！贬槍@一情況，技術(shù)人員采用最新通信加速軟件和“平臺+插件式”軟件架構(gòu)，保證了遙測、數(shù)傳數(shù)據(jù)的快速傳輸，并能實現(xiàn)“國內(nèi)登錄、國內(nèi)控制、自動運行”的任務方式，極大增強任務可靠性。
本次任務中，相比天問一號伴飛火星4個月，天問二號伴飛小行星2016HO3時間更長?！案L的伴飛時間對測控設備穩(wěn)定性的要求更高，要保證能實時接收到數(shù)據(jù)，信號、指令得以向上發(fā)送，以及數(shù)據(jù)得以向下傳輸?！弊鳛榧涯舅?6米深空測控站的總體單位，10所對測控站進行了研發(fā)升級，全力保障探測任務完成。
“佳木斯66米深空測控站作為主力測控站點，在其他陸海測控站的配合下，發(fā)揮超強‘聽診器’‘遙控器’等作用，使航天器完成調(diào)整姿態(tài)、軌道修正、點火制動等動作?！泵鎸碗s任務需求，為進一步提高測控站通信性能，團隊采用66米口徑的巨型拋物面天線和多項關(guān)鍵技術(shù)，確保天線不僅增益高，并且指得準。同時升級基帶信號處理設備，對信號進行穩(wěn)定可靠的跟蹤解調(diào)和高編碼增益信道譯碼處理，達到對天問二號的“精測妙控”。
此外，本次任務操作涵蓋降落、取樣、返回等環(huán)節(jié)，對地面通信系統(tǒng)要求更高。“當天問二號運行至任務后期，探測器距離地球很遠，信號很弱，數(shù)據(jù)傳輸速率遠低于天問一號任務中探測器著陸火星后的直接對地通信數(shù)據(jù)速率，這對地面信號接收能力提出了更高要求?！被诖?，團隊成員運用先進信號與信息處理技術(shù)，進行信號相位跟蹤和相關(guān)解調(diào)。同時，采用不同以往任務的測距體制，能夠充分利用信號功率，降低距離捕獲時間，完美契合本次任務需求。
這次任務將是對核心元器件的又一次能力升級。
天問二號探測器要在漫長的星際旅行中，完成復雜的探測任務，離不開中國電科提供的各種核心元器件的技術(shù)支撐。
配套的數(shù)種20余只壓力傳感器對結(jié)構(gòu)細節(jié)進行全面升級，49所技術(shù)人員在滿足結(jié)構(gòu)合理性和力學強度前提下，進行了充分減重和接頭扣槽設計，打破同類產(chǎn)品重量極限，提高了傳感器結(jié)構(gòu)強度，實現(xiàn)了傳感器高可靠性。43所配套的多款抗輻射高可靠厚膜電源及濾波器，實現(xiàn)多技術(shù)突破，能長期在高溫、低氣壓、強振動等惡劣環(huán)境下正常工作，為火箭和天問二號探測器各功能單元提供穩(wěn)定供電。
配備的系列宇航用特種線纜，具有柔軟性好、外徑小、重量輕、機械強度高、耐高低溫、耐空間輻射、耐原子氧等特點，滿足型號嚴苛復雜環(huán)境下的使用要求。面對深空極端惡劣環(huán)境，23所研制的CSPL系列電線電纜，以其優(yōu)異的耐高低溫和耐輻照性能，首次應用于深空探測任務。9所為天問二號配套研制的數(shù)款產(chǎn)品，以優(yōu)良的性能，應用于探測器系統(tǒng)中測控數(shù)傳分系統(tǒng)，為信號的順暢傳輸提供堅實支撐。
