中國最新發射的兩顆北鬥導航衛星與此前的北鬥衛星相比發生了(le)脫胎換骨的變化,其“心髒”“慧腦(nǎo)”“鐵(tiě)骨”等關鍵器部件全部爲“中國智造”。
據中國航天科技集團五院介紹,25日發射的第18、19顆北鬥導航衛星的設計(jì)壽命從(cóng)以前的8年提高(gāo)到(dào)12年。這(zhè)兩顆衛星使用(yòng)的新技術、新産品占到(dào)衛星全部産品的近八成,這(zhè)在中國以前研制的衛星上(shàng)前所未有。
1994年,中國正式啓動北鬥導航系統建設時(shí),已經比美(měi)國的GPS導航系統晚了(le)差不多20年。
北鬥衛星總設計(jì)師謝(xiè)軍說,經過20多年的努力,中國北鬥衛星導航系統從(cóng)落後于GPS導航系統到(dào)性能(néng)基本相當,實現(xiàn)了(le)從(cóng)“無”到(dào)“有”、由“粗”到(dào)“精”的蛻變。現(xiàn)在,北鬥導航系統不僅在主要性能(néng)上(shàng)比肩國際先進水(shuǐ)準,在區(qū)域增強服務、位置報(bào)告和(hé)短報(bào)文(wén)方面具有明(míng)顯優勢。
謝(xiè)軍說,在北鬥導航衛星的研制起步階段,由于當時(shí)中國工(gōng)業基礎和(hé)技術實力薄弱,一些(xiē)高(gāo)精尖産品不得不向西方國家購買。但(dàn)是從(cóng)國外(wài)訂購的産品不是動辄被禁運,就是常常“掉鏈子”。一旦進口産品出了(le)問題,會(huì)影響到(dào)整個研制進度。
铷原子鐘(zhōng)是其中典型的例子。铷原子鐘(zhōng)被譽爲衛星導航定位系統的“心髒”,是決定定位系統性能(néng)的主要因素之一。
“爲了(le)進口铷鐘(zhōng),我們與歐洲某公司負責人從(cóng)白(bái)天談判到(dào)淩晨四五點,仍舊談不下(xià)來(lái),不是要價太高(gāo),就是性能(néng)指标提不上(shàng)去。”謝(xiè)軍說,“像星載铷鐘(zhōng)這(zhè)樣的關鍵産品,必須自(zì)己幹!”
嘗盡受制于人的被動與辛酸,中國航天人愈發堅定了(le)“把發展的主動權牢牢握在自(zì)己手中”的信念,在北鬥導航系統區(qū)域組網建設中,中國航天科技集團五院大(dà)力推進進口産品的國産化替代工(gōng)作(zuò)。
五院西安分院和(hé)510所經過數年的研制,相繼攻克了(le)铷鐘(zhōng)壽命、長期穩定度等難題,研制出中國第一台铷鐘(zhōng)。
謝(xiè)軍說,高(gāo)精度铷鐘(zhōng)是新發射的北鬥雙星有效載荷的核心設備。相比之前,新一代高(gāo)精度铷鐘(zhōng)的定位、測距和(hé)授時(shí)等功能(néng)更加精準,可提供更加精确的定位服務。
此外(wài),北鬥雙星配備了(le)高(gāo)軌衛星綜合電子系統,被稱爲衛星的“最強大(dà)腦(nǎo)”。如果把衛星比作(zuò)人體,過去中國的衛星大(dà)多擁有兩個“大(dà)腦(nǎo)”,其中一個主管思考、視(shì)覺和(hé)四肢運動等功能(néng);另一個負責衛星的生理(lǐ)調節及與外(wài)界的交流。
五院502所新研發的“綜合電子系統”可以實現(xiàn)“一腦(nǎo)兩用(yòng)”,一套系統就可以實現(xiàn)過去兩個衛星“大(dà)腦(nǎo)”的功能(néng)。
據介紹,“最強大(dà)腦(nǎo)”應用(yòng)了(le)中國自(zì)主知(zhī)識産權芯片、操作(zuò)系統以及應用(yòng)軟件,其核心産品——中心管理(lǐ)單元的質量、功耗、體積比以前大(dà)大(dà)減小(xiǎo),計(jì)算(suàn)性能(néng)卻是以前的3倍,通信能(néng)力和(hé)可靠性均達到(dào)國際先進水(shuǐ)平,自(zì)主管理(lǐ)、自(zì)主診斷和(hé)生存能(néng)力得到(dào)全面提升。
從(cóng)轉運、升空(kōng)到(dào)巡天,北鬥雙星的太空(kōng)之旅要接受高(gāo)溫、高(gāo)壓、劇(jù)烈震動的多重考驗。爲了(le)保護它們的健康,中國航天科技集團五院529廠(chǎng)的專家們爲北鬥雙星打造出一副能(néng)夠力扛千斤的“鋼筋鐵(tiě)骨”,首次采用(yòng)了(le)桁架式主承力結構,比傳統的結構承載能(néng)力更強,重量更輕,國外(wài)隻有少數幾個國家掌握此項技術。
據了(le)解,新北鬥雙星的動力系統首次全面采用(yòng)的新一代發動機,它的重量隻有600克,卻承擔了(le)衛星整個壽命期間的姿态控制與軌道(dào)調整任務。新型發動機的壽命從(cóng)8年延長到(dào)15年以上(shàng),動作(zuò)的精準度比以前提升了(le)整整一倍。
專家介紹,随兩顆衛星遠征的CMOS相機是中國航天科技集團五院508所新産品。相機成功“瘦身”1/7,體積和(hé)功耗大(dà)幅降低(dī),圖像質量卻顯著提高(gāo),足以應對(duì)太空(kōng)中惡劣的成像條件。
(來(lái)源:新華網 作(zuò)者:喻菲 編輯:陳飚)