2018年10月25日6時57分,海洋二號B星在太原衛星發射中心成功發射。中國空間技術研究院的研制人員依托技術創新和匠心精神,給海洋二號B星打造了幾大神兵利器,幫助海洋二號衛星馳騁星空,遙測海洋。
全時開機的“綠色通道”
由中國空間技術研究院所屬空間電子信息技術研究院研制的海洋二號B星數傳分系統搭建了一條天地之間的數據傳輸通道,能夠將衛星獲取的海洋風場、海浪信息、海洋浮標數據等海洋相關信息快速回傳至地面。
海洋覆蓋了地球表面積的71.8%,而且海洋信息實時動態變化,為了保證信息傳遞的實效性,海洋二號B星數傳分系統必須24小時全時開機工作,以實時處理衛星獲取的海洋信息。由于衛星產品多為電子設備,而太空中很多高能粒子會對數傳分系統的電子設備產生影響,導致數據傳輸出現錯誤。“為了避免這一問題的出現,”空間電子信息技術研究院海洋二號B星研制負責人王小寧說,“我們在型號設計之初就考慮并且采用了三模冗余、定時刷新等技術手段,以降低太空中高能粒子對電子設備的影響。”空間電子信息技術研究院在兩年前開始探索衛星有效載荷“固化硬件平臺,形成貨架式產品”的新模式,該模式可通過快速集成多次在軌應用的成熟產品,在縮短研制周期、提高研制效率的同時,大幅度提升衛星的安全性和可靠性。本次發射的海洋二號B星數傳分系統就是在該模式下投產的系列產品。
海洋探測的靈敏“金手指”
空間電子信息技術研究院為海洋二號B星安裝微波輻射計分系統,是衛星中的主要遙感器,對探測海洋動力環境參數起到了關鍵性的作用,用于中長期數值天氣預報和海洋動力環境的預報和監測,其更像是探測海洋動力環境的靈敏“金手指”。
這個“金手指”具有全天時、全天候的工作能力,可覆蓋全球90%以上區域,能夠實時獲取觀測區域內海面溫度、海面風速、海冰、海洋上空降雨量、水蒸氣含量、液態水含量等海洋動力環境參數,能夠及時、全面地掌握全球海域的海況信息。同時,海洋二號B星微波輻射計在海洋二號A星微波輻射計的基礎上進行了優化設計,具有高可靠性、長壽命的特點,在系統設計、體制選擇等方面采用的技術都達到了國際先進水平。
臺風監測的“千里眼”
海洋二號B星微波散射計是一種高度集成的雷達,能夠通過精確探測海洋表面微弱的散射信號,利用幾何模型函數推導出海面的風向和風量,從而迅速全面地搜集全球海洋表面的矢量風場。空間電子信息技術研究院研制的微波散射計獲取的海面風場具有大尺度、全天時、全球觀測的特點,一天可以覆蓋全球90%以上的海域面積的海洋風場探測,正是這種強大的探測能力,使得微波散射計在極端天氣,尤其是臺風天氣中顯得尤為重要。可以說,微波散射計是臺風監測的“千里眼”。
據王小寧介紹,早在2012年,海洋二號A星就在探測和預報9號臺風“蘇拉”時起到了重要作用。當時,在臺風“蘇拉”早在其還是熱帶低壓時,海洋二號A星微波散射計就已經捕捉到了它在菲律賓以東洋面上的形態特征,觀測的數據實時地發往國家海洋環境預報中心,為相關部門的分析判讀及預報提供決策依據。海洋二號A星微波散射計準確捕捉到了臺風中心的位置并跟蹤其位置變化,從海洋二號A星的觀測序列中可以獲取臺風“蘇拉”的行進路線及移動速度,雷達圖像直觀清晰,它所提供的觀測資料對臺風強度及其破壞性的判斷非常直觀有效,得到了用戶的一致好評。
精心打造海洋衛星的“翅膀”
衛星要正常工作,作為衛星“發電站”的太陽翼至關重要。不同于傳統的太陽翼垂直于衛星展開的方式,海洋二號B星太陽翼展開后呈與衛星連接面平行的狀態,因而其展開范圍更大、軌跡更為復雜,傳統的太陽翼裝配方式并不適用,中國空間技術研究院所屬北京衛星制造廠有限公司技術人員只能另辟蹊徑。
在衛星研制過程中,為了解決展開軌跡更為復雜的太陽翼零重力裝配的難題,項目團隊基于氣浮技術,通過開展相關試驗驗證,打造了新型氣浮平臺。采用氣浮式展開太陽翼,相比傳統的滑車導軌式展開太陽翼的方式,太陽翼地面展開時的附加阻力小很多,因此該過程中對太陽翼地面展開性能產生的影響較小,太陽翼展開后指標一致性和穩定性更好。氣浮式展開不需要搭建復雜而又龐大的架子,也能更好地適應海洋二號B星太陽翼復雜的運動軌跡。同時,氣浮式展開還省去了傳統滑車導軌式的設備搭建、調試的時間,將裝配時間縮短了2/3,明顯提高該衛星的太陽翼研制效率。通過使用氣浮裝配技術,圓滿完成了海洋二號B新太陽翼的裝配任務。目前,由于氣浮平臺技術的多項先進性,新型氣浮平臺技術成功在后續多個型號得到了很好的應用。
為了實現更高的鎖定剛度,海洋二號B星太陽翼使用的鉸鏈采用了鎖勾式鉸鏈。相比傳統的鎖槽式鉸鏈,鎖勾式鉸鏈的裝配難度更大,對操作者的技能也提出了更高的要求。為了完成好這次挑戰,公司選派了具有十多年鉸鏈裝配經驗的技能人員負責該型號太陽翼鉸鏈的裝配任務。利用純熟的手上功夫以及一套通過聽聲音來調鉸鏈的方法,能夠判斷零件鎖定是否同步、插槽是夠在同一水平面、零件之間的距離是否滿足技術要求。裝配人員用一雙巧手,用匠心,保證了海洋二號B星太陽翼鉸鏈的裝配質量。