使命在肩 為國(guó)鑄器丨陸地探測(cè)四號(hào)01星研制團(tuán)隊(duì)紀(jì)實(shí)
由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的陸地探測(cè)四號(hào)01星于2023年8月13日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,并于近日順利進(jìn)入工作軌道。該衛(wèi)星是世界首顆地球同步軌道SAR衛(wèi)星,未來(lái)投入使用后,將進(jìn)一步完善我國(guó)天基災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系。
我國(guó)是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。2008年,我國(guó)先后發(fā)生了南方雪災(zāi)和汶川地震,給人民生產(chǎn)生活造成巨大影響。于是有一支隊(duì)伍迅速集結(jié),他們致力于解決災(zāi)區(qū)影像難以快速獲取問(wèn)題,以衛(wèi)星遙感技術(shù)支持用戶(hù)應(yīng)急決策,減少災(zāi)害給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)的影響,他們就是五院陸地探測(cè)四號(hào)01星研制團(tuán)隊(duì)。
“必須蹚出一條屬于我們自己的路線” 在陸地探測(cè)四號(hào)01星發(fā)射之前,高軌SAR仍是國(guó)際上的空白?!氨仨氎彸鲆粭l屬于我們自己的高軌SAR路線?!北M管沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)借鑒,五院研制團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持自主創(chuàng)新,在總指揮、總設(shè)計(jì)師的帶領(lǐng)下,開(kāi)展論證攻關(guān)。 天線是SAR載荷工作的關(guān)鍵。于是,型號(hào)總體團(tuán)隊(duì)聯(lián)合SAR載荷團(tuán)隊(duì)率先對(duì)天線方案進(jìn)行探索,“我們要兼顧工程可實(shí)現(xiàn)性與觀測(cè)效能。”在進(jìn)行了大量技術(shù)調(diào)研,做了十幾輪的方案論證,并不斷優(yōu)化后,研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了全新的掃描方案,充分發(fā)揮出多種天線方案的優(yōu)勢(shì),能夠有效滿(mǎn)足高軌SAR衛(wèi)星的觀測(cè)需求。 ▲ 研制人員在精密定軌測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)
全新的方案,此前并無(wú)相關(guān)驗(yàn)證方法,如何驗(yàn)證方案可行,成為了研制團(tuán)隊(duì)面前的“一道坎兒”。 傳統(tǒng)的低軌SAR合成孔徑時(shí)間為秒級(jí),一般采用高速平臺(tái)進(jìn)行校飛試驗(yàn),以驗(yàn)證成像可行性。然而,高軌SAR合成孔徑時(shí)間較長(zhǎng),需要采用低速平臺(tái)才能完成驗(yàn)證。為了證明高軌SAR成像可行,研制團(tuán)隊(duì)“四處尋覓”驗(yàn)證平臺(tái),創(chuàng)造性地將一段廢棄的鐵軌“變廢為寶”,設(shè)計(jì)了一款可調(diào)節(jié)速度的“小車(chē)”裝載天線,在滑軌上慢速滑行,模擬高軌SAR的合成孔徑時(shí)間成像,最終獲取到真實(shí)的長(zhǎng)合成孔徑時(shí)間的SAR圖像,驗(yàn)證了高軌SAR成像機(jī)理的可行性。 同時(shí),針對(duì)傳統(tǒng)飛機(jī)速度快的問(wèn)題,研制團(tuán)隊(duì)對(duì)多種空中飛行器的速度、穩(wěn)定性做了詳細(xì)調(diào)研,最終采用直升機(jī)進(jìn)行慢速飛行,模擬高軌SAR成像參數(shù),完成了機(jī)載校飛試驗(yàn),獲取了不同地物場(chǎng)景下的長(zhǎng)合成孔徑時(shí)間成像結(jié)果,與“鐵軌驗(yàn)證”形成“雙保險(xiǎn)”,充分驗(yàn)證了高軌SAR圖像的可用性和方案的可行性,為工程研制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 “咬緊牙關(guān),不負(fù)重托”
通往成功的道路上往往困難重重。面對(duì)挑戰(zhàn),五院研制團(tuán)隊(duì)秉持不負(fù)黨和人民重托的信念,發(fā)揚(yáng)大力協(xié)同、勇于登攀的精神,百折不撓,翻越險(xiǎn)峰。 由于高軌SAR衛(wèi)星軌道高,對(duì)載荷發(fā)射功率需求大,對(duì)星上單機(jī)各部分產(chǎn)品性能要求也比低軌SAR衛(wèi)星高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。研制團(tuán)隊(duì)無(wú)成熟技術(shù)可借鑒,敢于創(chuàng)造、善于創(chuàng)造的他們?nèi)略O(shè)計(jì)出滿(mǎn)足大功率需求的單機(jī)產(chǎn)品。 產(chǎn)品從“設(shè)計(jì)”到“投產(chǎn)”并非易事,其中,最困難的是大功率電纜組件?!靶l(wèi)星功率太大,我們常用的電纜在這顆衛(wèi)星上都不適用。如何找到合適的組件?”面對(duì)全新的技術(shù)難題,研制團(tuán)隊(duì)開(kāi)展海量的技術(shù)調(diào)研,對(duì)比多款大功率電纜組件性能,正當(dāng)大家以為終于找到了一款合適產(chǎn)品的時(shí)候,在試驗(yàn)中,研制團(tuán)隊(duì)卻發(fā)現(xiàn)這款電纜存在放電風(fēng)險(xiǎn)。為此,研制團(tuán)隊(duì)再次開(kāi)展調(diào)研,為衛(wèi)星選擇了另一款電纜,卻再次發(fā)生了低氣壓微放電問(wèn)題。 “不能讓衛(wèi)星帶著一點(diǎn)兒隱患上天。我們要保證研制效率,但也必須要保證質(zhì)量!”衛(wèi)星設(shè)計(jì)師們給出了堅(jiān)定的答案。 為了讓大功率產(chǎn)品能穩(wěn)定使用,衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)師、載荷設(shè)計(jì)師們從不同城市集結(jié)起來(lái),夜以繼日開(kāi)展方案論證。功夫不負(fù)有心人,經(jīng)過(guò)多個(gè)不眠夜的攻關(guān),研制團(tuán)隊(duì)終于成功找到解決方案,讓經(jīng)過(guò)改進(jìn)的電纜順利通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn),安裝到衛(wèi)星上。 “協(xié)同攻堅(jiān),精益求精”
軌道精確,是確保高軌SAR衛(wèi)星成像質(zhì)量的前提。然而,讓衛(wèi)星在離地面36000千米的茫茫宇宙中知道自己的位置有多難?衛(wèi)星精密定軌團(tuán)隊(duì)用了4年的時(shí)間,給出了答案。 正如人們使用導(dǎo)航出行一樣,衛(wèi)星在天上大多也使用導(dǎo)航衛(wèi)星來(lái)定位。然而,高軌衛(wèi)星比大多導(dǎo)航衛(wèi)星軌道高,沒(méi)有“頭頂”導(dǎo)航衛(wèi)星的指引,定軌精度只有“百米級(jí)”,距離SAR衛(wèi)星需要的“米級(jí)”的標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。 “攻克這一難題,不僅是高軌SAR衛(wèi)星的一個(gè)關(guān)鍵突破,更能推動(dòng)技術(shù)跨代發(fā)展?!睘榇?,五院成立精密定軌攻關(guān)團(tuán)隊(duì),發(fā)揚(yáng)航天人協(xié)同攻堅(jiān)、合作共贏的優(yōu)良傳統(tǒng),聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位開(kāi)展調(diào)研論證,經(jīng)過(guò)幾十次技術(shù)研討、十幾輪技術(shù)方案迭代和仿真分析,終于找到了將高軌衛(wèi)星定軌精度提升至“米”級(jí)的低成本、高性能的技術(shù)路線,滿(mǎn)足應(yīng)用需求。 全新的方案,帶來(lái)的是全新的產(chǎn)品研制和試驗(yàn)驗(yàn)證。產(chǎn)品研制涉及到北京、上海等近十個(gè)城市,這也將精密定軌團(tuán)隊(duì)成員們歷練成了“效率達(dá)人”。他們往往是上午在北京開(kāi)完技術(shù)討論會(huì),下午出發(fā)去另一個(gè)城市驗(yàn)收產(chǎn)品,轉(zhuǎn)天迎著朝陽(yáng)又出現(xiàn)在趕往試驗(yàn)驗(yàn)證的路途中,途中還要聯(lián)系后面的行程計(jì)劃…… 新產(chǎn)品、新技術(shù)也對(duì)驗(yàn)證環(huán)境提出了新要求。為了找到合適的驗(yàn)證環(huán)境,研制團(tuán)隊(duì)跑遍了多個(gè)城市的多個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)頻繁的考察,依著這些難能可貴的實(shí)(試)驗(yàn)環(huán)境,設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)巧妙、精密的試驗(yàn),又經(jīng)過(guò)2年的時(shí)間,終于完成了新產(chǎn)品的研制和地面驗(yàn)證。 “值得信賴(lài),勇于擔(dān)當(dāng)” 隨著衛(wèi)星各個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)品、關(guān)鍵技術(shù)的落地,陸地探測(cè)四號(hào)01星逐步從一個(gè)設(shè)備、一個(gè)分系統(tǒng)“集結(jié)”成為了一個(gè)整體,接下來(lái)擺在研制隊(duì)伍面前的就是如何面向未來(lái)的在軌使用開(kāi)展系統(tǒng)級(jí)的測(cè)試驗(yàn)證。 功夫不負(fù)有心人!默默耕耘、安靜工作的研制團(tuán)隊(duì)通過(guò)15年的努力,為黨和人民交出了滿(mǎn)意的答卷:陸地探測(cè)四號(hào)01星將滿(mǎn)足我國(guó)及周邊區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)及地震監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源勘察及海洋、水利、氣象、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、林業(yè)等7個(gè)行業(yè)應(yīng)用需求,并可以為“一帶一路”相關(guān)國(guó)家和地區(qū)提供數(shù)據(jù)服務(wù),守護(hù)我們的中華大地,為祖國(guó)的繁榮昌盛保駕護(hù)航。
如同衛(wèi)星研制一樣,高軌SAR衛(wèi)星測(cè)試也幾乎是“零經(jīng)驗(yàn)”可循。測(cè)試團(tuán)隊(duì)只能學(xué)習(xí)低軌SAR衛(wèi)星和高軌通信、導(dǎo)航衛(wèi)星的測(cè)試知識(shí),觸類(lèi)旁通,摸著石頭過(guò)河。經(jīng)過(guò)大家共同努力,團(tuán)隊(duì)逐步梳理并設(shè)計(jì)研制出了一套適用于高軌SAR衛(wèi)星的測(cè)試系統(tǒng)。
陸地探測(cè)四號(hào)01星的測(cè)試一干就是八年。八年來(lái),團(tuán)隊(duì)中的每一名成員始終牢記綜合測(cè)試是衛(wèi)星研制的最后一道關(guān)卡,將“把好自己的關(guān)、站好自己的崗”當(dāng)作座右銘。期間,盡管測(cè)試隊(duì)伍也經(jīng)歷了一些人員的更迭,但是 “值得信賴(lài)、勇于擔(dān)當(dāng)”的精神卻傳承至今。他們幾乎沒(méi)有節(jié)假日,疫情期間更是“逆行”到崗,只為確保型號(hào)任務(wù)按時(shí)完成。衛(wèi)星測(cè)試指揮常說(shuō):“總體工作你們放心干,我們測(cè)試來(lái)保后墻不倒?!边@看似一句簡(jiǎn)單的話(huà),是團(tuán)隊(duì)“八年堅(jiān)守”積累的自信,也是他們?yōu)榱送信e“世界首顆”許下的承諾。