嫦娥四号非常登月路(嫦娥四号登月背后的一张大网)
嫦娥四号非常登月路(嫦娥四号登月背后的一张大网)为了着眼长远服务嫦娥探月以及火星探测,国家在疆域东端佳木斯投资兴建了全亚洲测控口径最大的64米测控天线,其测控距离达到了4亿公里,日前嫦娥4号点火制动进入环月轨道就是由佳木斯站发送指令完成。第二层是为了服务嫦娥探月二期工程的深空测控站建设,由于嫦娥3号探月器需要更精确的月球轨道控制能力,原有USB雷达测控系统即使技术挖潜也无法满足需求,独立自主建设具有世界先进水平的深空测控系统已经是箭在弦上。随着载人航天与嫦娥探月两大工程历练,我国已经建成布局全球仅次于美国的航天测控网。这张天网总共分为三层:第一层是原有服务近地轨道航天器发射的S频段统一测控系统,主要以西安航天控制中心为主,加上9个地面测控站及若干机动测控站点,还有两艘远望测量船共同构成,测控距离8万公里以内。以往神舟飞船发射时各测控站点报告的“USB雷达跟踪正常”就是它在发挥作用,该测控网未来将继续在运载火箭发射段提供测控服务。长征3号
经过4天半的地月转移轨道飞行后,嫦娥四号终于抵达月球,并成功减速刹车进入环月轨道,十几天后它将与鹊桥中继卫星携手完成人类航天器首次登陆月球背面的壮举。当我们欣赏嫦娥4号高光时刻的同时,更应该知晓在它背后还有一张覆盖全球的天网,而能独立完成这张天网的国家只有两个,我们就是其中之一。
嫦娥4号将于2019年年初择机登月
这张天网就是我国布局全球的航天器深空测控网,众所周知地月平均距离是38万公里,实施小行星探测更需要数百万公里测控距离,而探测火星则需要4亿公里级测控能力。过去我们常说火箭运力有多大航天舞台就有多大,实际上还应该加上一句测控距离有多远航天器才能走多远。
卫星测控中心
随着载人航天与嫦娥探月两大工程历练,我国已经建成布局全球仅次于美国的航天测控网。这张天网总共分为三层:
第一层是原有服务近地轨道航天器发射的S频段统一测控系统,主要以西安航天控制中心为主,加上9个地面测控站及若干机动测控站点,还有两艘远望测量船共同构成,测控距离8万公里以内。以往神舟飞船发射时各测控站点报告的“USB雷达跟踪正常”就是它在发挥作用,该测控网未来将继续在运载火箭发射段提供测控服务。
长征3号乙运载火箭发射
第二层是为了服务嫦娥探月二期工程的深空测控站建设,由于嫦娥3号探月器需要更精确的月球轨道控制能力,原有USB雷达测控系统即使技术挖潜也无法满足需求,独立自主建设具有世界先进水平的深空测控系统已经是箭在弦上。
为了着眼长远服务嫦娥探月以及火星探测,国家在疆域东端佳木斯投资兴建了全亚洲测控口径最大的64米测控天线,其测控距离达到了4亿公里,日前嫦娥4号点火制动进入环月轨道就是由佳木斯站发送指令完成。
64米测控天线
深空测控站点最好以120度经度分布为最佳,因此我们又在疆域西端的喀什扩建了3座35米射电望远镜组成的深空测控阵列,国内两大深空站综合技术性能与美国NASA、欧空局处于同一水平。
喀什深空测控站
为了弥补测控盲区我们又与阿根廷达成西半球建站协议,在该国乌肯省萨帕拉兴建了第三座深空测控站,该站点以35米射电望远镜为主,可以服务嫦娥5号采样返回器为开端的探月三期工程。
在建成三大深空站点的基础上,我们又分别在纳米比亚建设18米S/X双频段测控站、巴基斯坦卡拉奇建站布置宽波束引导设备、在肯尼亚马林迪建站,并配合在青藏高原及印度洋的远望测量船形成接力式测控网络,以此服务嫦娥5号采样返回器的安全返回地球任务。未来这些站点也将继续服务载人登月、月面建站等一系列重大深空探测工程。
大口径射电望远镜
通过深空测控网及原有测控系统的升级挖潜,中国航天测控距离达到了亿级公里水平,但着眼两年后实施的火星探测以及未来十年将要实施的行星际深空探测活动,还需要第三层测控网络的联网并机运行。
第三层就是国内已经建成的VLBI天文观测网,该网络目前有4大站点,分别布置在上海、乌鲁木齐、昆明、密云,这是利用现有天文观测系统大口径射电望远镜联网测量,可以达到一部3000公里口径射电望远镜的观测效果,在嫦娥二号任务中该技术已经得到实际应用,这是基于甚长基线干涉测量法通过多部大型射电望远镜联网测量对航天器进行精确定位。
大型射电望远镜阵列
四大站点中当属上海佘山65米口径射电望远镜功能最为突出,该望远镜是亚洲最大国内领先的大型射电望远镜,总体性能位列全球第四。该望远镜已经参加了嫦娥2号飞掠小行星探测、嫦娥5号T1试验器定轨测量、嫦娥3号月球软着陆等一系列重大深空航天任务。
随着贵州FAST天眼500米口径全球最大单体射电望远镜的投入使用,我国的VLBI天文观测网得到了进一步夯实,要知道在FAST天眼任务应用清单中排列第一的就是航天器深空测控。
FAST天眼
这三层测控网从地理看布局全球,除了国内站点我们还在全球范围内布局,主要国家有:阿根廷、肯尼亚、巴基斯坦、澳大利亚、纳米比亚、智利。从测控距离来看我们事实上已经拥有10亿公里及更远深空的测控能力,可以执行针对火星、木星、天王星,乃至飞出太阳系等一系列重大深空探测任务。
20个月后中国航天器将向火星进发
独立完成这样一个庞大测控系统建设绝不是一般国家可以做到,粗略估算打造这样一个功能多样、测控距离衔接,且布局全球的测控网络总投资至少是千亿级预算规模,所以说航天考验的不仅仅是技术,更多情况下国力才是最终的决定性因素。