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电子科技,跨越55年的坚守

来源:光明日报2025-04-27 09:30

   “5、4、3、2、1,点火!”

   1970年4月24日的酒泉卫星发射中心,火光冲天,轰鸣声震彻大地,长征一号火箭搭载着我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”,划破苍穹,开启了中国航天的新纪元。

   2025年4月24日,中国航天日当天,同样在酒泉卫星发射场,同样人声鼎沸,神舟二十号载人飞船在长征二号F遥二十运载火箭的托举下顺利升空,发射取得圆满成功。

  从“东方红一号”到神舟二十号,55年间,中国航天书写了从地球走向浩瀚宇宙的壮丽诗篇。55年来,在每一次航天成就的背后,都有来自中国电子科技集团有限公司的航天人坚定的支持。

  测控系统升级:

  从“抓得住”到“护得牢”

   “光学跟踪正常”“遥测信号正常”……这些此起彼伏的口令信号使每一位测控人的神经随之振奋,它们代表着测控系统稳定发挥作用,捕捉到了飞船的每一个踪迹。

   测控系统不仅是飞船的导航仪,也是航天器的“千里眼”,承担着飞船遥控、遥测等任务。

  在“东方红一号”时代,测控信号仅能靠地面站接力追踪;如今,覆盖陆海空的10余套测控设备织就“天罗地网”,全程护航神舟二十号飞船发射全过程,实现100%测控覆盖率。从上世纪60年代建成第一代外测系统成功保障“东方红一号”发射任务,到如今神舟二十号任务用的第五代外测系统,中国电科27所、新防务公司研发的系统设备从芯片到计算机硬件,从系统软件到应用软件和升级设计与集成,都具有完整的自主知识产权,确保每一次任务安全、可靠地顺利执行。

  卫星通信系统跃升:

  从“听得到”到“天地通”

   从“东方红一号”在太空唱响东方红,到“神舟二十号”连通天地顺畅通话,卫星通信系统搭建的星河之桥更为宽广顺畅。

   “卫星通信系统紧密连接地面与飞船、地面测控中心与测控站,有了它,各种语音、图像、命令和数据才能在天地之间、地面测控中心与各测控站之间得到实时可靠的传输,飞船才能像自由翱翔却不断线的风筝,准确发射、安全运行,并与太空站精准对接。”中国电科网络通信研究院技术专家表示,由他们研制的天地通监控中心,如同洞察寰宇的“最强大脑”,将不同链路、不同格式的空间站图像话音数据汇集,进行记录、编解码、转发、选优输出,完成系统设备的监控,在浩瀚宇宙中奏响“天地交响乐”。

  计算机系统扩容:

  从“测得出”到“灵活测”

   1970年4月24日,安全控制室内,墨绿色的X-Y记录仪纸带沙沙滚动,钢笔尖般的描迹笔在坐标纸上跳跃游走……随着最后一组脉冲信号涌入,两条粗细不同的曲线终于在荧光灯下完美交叠——实测弹道如墨线般嵌入理论轨道的银灰色轨迹,分毫不差。这标志着由中国电科研制的108乙机准确地预报了“东方红一号”卫星飞越全球各大城市上空的时间,测量系统和安全系统稳妥可靠、万无一失。

  作为当时的核心计算设备,108乙机就像一个智慧大脑,负责处理卫星的轨道参数、测控数据及发射后的实时监测,并将计算结果传输给地面测控站,为卫星准确入轨提供技术支持。如今,神舟一号到神舟二十号发射任务中,同样有一个“智慧大脑”掌控着整个任务周期数据的发送、接收和处理工作,这就是电科太极研制的测控中心计算机系统。

   “测控中心计算机系统在飞船发射、交会对接和返回整个任务周期内,通过接收外来信息数据并依靠系统进行数据处理,最后将信息数据发送到显示终端,为决策工作人员的指挥判定提供依据。”中国电科技术专家表示,为神舟二十号承建的计算机系统包括“左右脑”两个部分,计算、网络、存储等硬件设施就像是左脑,进行实时数据处理、网络传输等理性逻辑操作;承建的三维综合立体显示等软件系统如同感性的右脑,能够实时监控航天器在轨运行状态并映射显示在孪生空间站场景中,为指控人员决策提供精准的辅助信息。

  应答机重塑:

  从“听得清”到“听得准”

  中国电科10所展厅里,一块长宽高约20厘米、重达5公斤的深棕色大块头静躺在绒布上,镌刻着中国航天“从无到有”的最初心跳。

  这个大块头就是在“东方红一号”卫星上搭载的我国第一台星载应答机。当“东方红一号”划破天际时,它藏在卫星舱内,用20瓦的小功率向地面测控站发出第一串应答信号,让世界听见了中国航天的声音。

   “应答机是安装在火箭仪器舱内部的设备,它和地面雷达系统协作,可完成对火箭飞行速度和距离的测量。可以说,应答机就是火箭的‘顺风耳’,无论火箭飞到哪里,它总能告诉我们。”中国电科技术专家表示,要想“听得准”可不是一件容易的事,技术人员用数十载时间研发出四代外测系统箭上应答机,才最终实现目标。

   “‘东方红一号’卫星上配备着我们研制的星载应答机,而神舟二十号发射任务中使用的是第四代外测系统箭上应答机,可以看到,个头和身材已经‘修长干练’了一大半。”拎着两块应答机,中国电科技术人员骄傲地说,为实现神舟二十号飞船数字化应答机的研究和开发,他们用两年时间完成了理论研究,总结出一整套数字化设计方法,实现了从“模拟”到“数字”的飞跃,最终成功研发出国内首款数字、全固态脉冲应答机,不仅令调试工作量减少80%,还让体积减小50%,具备小体积、轻重量等优势。

  关键元器件进化:

  从“打补丁”到“超性能”

   “我们的器件就像是‘东方红一号’卫星上的补丁,‘补丁’虽小,却为卫星的完整性提供了必不可少的支撑。”回忆起为“东方红一号”卫星研制环行器、隔离器的时光,中国电科9所的工程师总是喜欢这样比喻。

  环行器、隔离器作为通信设备中的核心元器件之一,可保证卫星信号有效传输,实现天地通信正常运行。从“东方红一号”开创航天事业运用磁性元器件的先河,到先后攻克设计、工艺、测试技术难题,实现材料、设计、工艺全链条自主创新,直至如今在神舟二十号发射任务上配套的环行器、隔离器实现器件及组件体积变小300%以上、性能提升约30%,走出了一条不断开拓的创新之路。

   (光明日报记者 崔兴毅)

[ 责编:田新宇 ]
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