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從“東方紅一號”飛天到神舟二十號成功發射——

電子科技,跨越55年的堅守

2025年04月27日04:30 | 來源:光明日報
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“5、4、3、2、1,點火!”

1970年4月24日的酒泉衛星發射中心,火光沖天,轟鳴聲震徹大地,長征一號火箭搭載著我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”,劃破蒼穹,開啟了中國航天的新紀元。

2025年4月24日,中國航天日當天,同樣在酒泉衛星發射場,同樣人聲鼎沸,神舟二十號載人飛船在長征二號F遙二十運載火箭的托舉下順利升空,發射取得圓滿成功。

從“東方紅一號”到神舟二十號,55年間,中國航天書寫了從地球走向浩瀚宇宙的壯麗詩篇。55年來,在每一次航天成就的背后,都有來自中國電子科技集團有限公司的航天人堅定的支持。

測控系統升級:

從“抓得住”到“護得牢”

“光學跟蹤正常”“遙測信號正常”……這些此起彼伏的口令信號使每一位測控人的神經隨之振奮,它們代表著測控系統穩定發揮作用,捕捉到了飛船的每一個蹤跡。

測控系統不僅是飛船的導航儀,也是航天器的“千裡眼”,承擔著飛船遙控、遙測等任務。

在“東方紅一號”時代,測控信號僅能靠地面站接力追蹤﹔如今,覆蓋陸海空的10余套測控設備織就“天羅地網”,全程護航神舟二十號飛船發射全過程,實現100%測控覆蓋率。從上世紀60年代建成第一代外測系統成功保障“東方紅一號”發射任務,到如今神舟二十號任務用的第五代外測系統,中國電科27所、新防務公司研發的系統設備從芯片到計算機硬件,從系統軟件到應用軟件和升級設計與集成,都具有完整的自主知識產權,確保每一次任務安全、可靠地順利執行。

衛星通信系統躍升:

從“聽得到”到“天地通”

從“東方紅一號”在太空唱響東方紅,到“神舟二十號”連通天地順暢通話,衛星通信系統搭建的星河之橋更為寬廣順暢。

“衛星通信系統緊密連接地面與飛船、地面測控中心與測控站,有了它,各種語音、圖像、命令和數據才能在天地之間、地面測控中心與各測控站之間得到實時可靠的傳輸,飛船才能像自由翱翔卻不斷線的風箏,准確發射、安全運行,並與太空站精准對接。”中國電科網絡通信研究院技術專家表示,由他們研制的天地通監控中心,如同洞察寰宇的“最強大腦”,將不同鏈路、不同格式的空間站圖像話音數據匯集,進行記錄、編解碼、轉發、選優輸出,完成系統設備的監控,在浩瀚宇宙中奏響“天地交響樂”。

計算機系統擴容:

從“測得出”到“靈活測”

1970年4月24日,安全控制室內,墨綠色的X-Y記錄儀紙帶沙沙滾動,鋼筆尖般的描跡筆在坐標紙上跳躍游走……隨著最后一組脈沖信號涌入,兩條粗細不同的曲線終於在熒光燈下完美交疊——實測彈道如墨線般嵌入理論軌道的銀灰色軌跡,分毫不差。這標志著由中國電科研制的108乙機准確地預報了“東方紅一號”衛星飛越全球各大城市上空的時間,測量系統和安全系統穩妥可靠、萬無一失。

作為當時的核心計算設備,108乙機就像一個智慧大腦,負責處理衛星的軌道參數、測控數據及發射后的實時監測,並將計算結果傳輸給地面測控站,為衛星准確入軌提供技術支持。如今,神舟一號到神舟二十號發射任務中,同樣有一個“智慧大腦”掌控著整個任務周期數據的發送、接收和處理工作,這就是電科太極研制的測控中心計算機系統。

“測控中心計算機系統在飛船發射、交會對接和返回整個任務周期內,通過接收外來信息數據並依靠系統進行數據處理,最后將信息數據發送到顯示終端,為決策工作人員的指揮判定提供依據。”中國電科技術專家表示,為神舟二十號承建的計算機系統包括“左右腦”兩個部分,計算、網絡、存儲等硬件設施就像是左腦,進行實時數據處理、網絡傳輸等理性邏輯操作﹔承建的三維綜合立體顯示等軟件系統如同感性的右腦,能夠實時監控航天器在軌運行狀態並映射顯示在孿生空間站場景中,為指控人員決策提供精准的輔助信息。

應答機重塑:

從“聽得清”到“聽得准”

中國電科10所展廳裡,一塊長寬高約20厘米、重達5公斤的深棕色大塊頭靜躺在絨布上,鐫刻著中國航天“從無到有”的最初心跳。

這個大塊頭就是在“東方紅一號”衛星上搭載的我國第一台星載應答機。當“東方紅一號”劃破天際時,它藏在衛星艙內,用20瓦的小功率向地面測控站發出第一串應答信號,讓世界聽見了中國航天的聲音。

“應答機是安裝在火箭儀器艙內部的設備,它和地面雷達系統協作,可完成對火箭飛行速度和距離的測量。可以說,應答機就是火箭的‘順風耳’,無論火箭飛到哪裡,它總能告訴我們。”中國電科技術專家表示,要想“聽得准”可不是一件容易的事,技術人員用數十載時間研發出四代外測系統箭上應答機,才最終實現目標。

“‘東方紅一號’衛星上配備著我們研制的星載應答機,而神舟二十號發射任務中使用的是第四代外測系統箭上應答機,可以看到,個頭和身材已經‘修長干練’了一大半。”拎著兩塊應答機,中國電科技術人員驕傲地說,為實現神舟二十號飛船數字化應答機的研究和開發,他們用兩年時間完成了理論研究,總結出一整套數字化設計方法,實現了從“模擬”到“數字”的飛躍,最終成功研發出國內首款數字、全固態脈沖應答機,不僅令調試工作量減少80%,還讓體積減小50%,具備小體積、輕重量等優勢。

關鍵元器件進化:

從“打補丁”到“超性能”

“我們的器件就像是‘東方紅一號’衛星上的補丁,‘補丁’雖小,卻為衛星的完整性提供了必不可少的支撐。”回憶起為“東方紅一號”衛星研制環行器、隔離器的時光,中國電科9所的工程師總是喜歡這樣比喻。

環行器、隔離器作為通信設備中的核心元器件之一,可保証衛星信號有效傳輸,實現天地通信正常運行。從“東方紅一號”開創航天事業運用磁性元器件的先河,到先后攻克設計、工藝、測試技術難題,實現材料、設計、工藝全鏈條自主創新,直至如今在神舟二十號發射任務上配套的環行器、隔離器實現器件及組件體積變小300%以上、性能提升約30%,走出了一條不斷開拓的創新之路。

(本報記者 崔興毅)

(責編:岳弘彬、牛鏞)
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