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“風雲三號D”氣象衛星:“叱吒風雲”背後的故事

新華社上海11月15日電 (記者張建松)我國第二代極軌氣象衛星風雲三號的第四顆星,15日凌晨成功發射,璀璨星空又多了一顆“中國星”。遙望星空,每一顆“中國星”都凝聚了航天人的心血和智慧。在“風雲三號D”衛星的研制單位--中國航天科技集團八院,記者聽到了這顆新星“叱吒風雲”背後的故事。



多載荷在軌“和諧共處”的秘密



“風雲三號D”氣象衛星堪稱“技術能手”,一星多能,共搭載了10臺(套)遙感探測儀器。其中,很多儀器“嬌氣敏感”,對工作環境的安靜程度要求極高。



例如乾涉型紅外高光譜探測儀,在我國低軌遙感衛星上屬於首次應用,具有高空間分辨率、高光譜分辨率等優點,但即使微小的振動,也會使得其性能大打折扣。



眾多“嬌氣敏感”的載荷在軌運行,如何實現“和諧共處”而互不乾擾呢?中國航天科技集團八院509所技術專家劉興天介紹說,這涉及到多載荷共存的動力學兼容性問題。



為了解決這一難題,給各類載荷提供超安靜的工作環境,科研人員研制了微振動監測與抑制系統,並首次在國內遙感衛星上應用了“液體阻尼隔振”技術,實現“共振峰”和“高頻振動”抑制。經過對星上動力學頻譜特性的研究論證,有效地避開了載荷之間潛在的相互乾擾。



與此同時,科研人員還研發了“松弛型液體阻尼隔振”技術,不僅能夠做到在“共振峰”處有效控制放大倍數,而且還將“高頻振動”衰減90%以上,克服了傳統被動減振的技術難題。科研團隊反復開展系列比對試驗,一個個參數調整,一項項測試驗證,最終確保了多載荷在軌“和諧共處”,保證了衛星成像性能。



衛星總裝廠房內永遠“四季如春”



上海濕潤的空氣,對於搭載著紅外相機的風雲系列氣象衛星來說是致命的。一旦衛星在地面吸附了環境中的水汽,入軌後在宇宙空間的真空環境下釋放,造成水汽污染,就會導致紅外相機信號嚴重衰減,乃至失效。



正因為如此,中國航天科技集團八院的衛星總裝廠房內永遠“四季如春”。據總裝中心主任陳小弟介紹,廠房內的濕度嚴格控制在30%至45%之間,溫度一直維持在20℃±3℃,廠房的潔凈度優於十萬級。



每天,廠房內控制系統都會將溫濕度數據報送到指定人員的手機上,一旦出現異常,便會自動發出警報。總裝廠房還24小時維持著“正壓環境”,即讓內部壓力略高於外部,使內部空氣可以外流,但外部空氣無法進入廠房內部。廠房的內部除塵系統也24小時運作,不間斷地除塵。



“風雲三號D”衛星上,還有一些器件對污染源特別敏感,如紅外相機的輻冷控制器、太陽翼驅動機構中的軸承等,除了對廠房環境有要求之外,總裝人員還需通過“高純氮氣正壓保持”的方法,對它進行單獨保護,確保外界污染源無法進入。



讓衛星“浮”在包裝箱裡運輸



“風雲三號D”衛星從上海“乘坐”火車前往太原衛星發射基地,一路翻山越嶺、旅途勞頓,對保持衛星的潔凈度和舒適度也是不小的挑戰。



據中國航天科技集團八院主任工藝師張偉介紹,“風雲三號D”衛星總裝團隊設計了自帶減震功能的包裝箱,讓衛星像“磁懸浮”那樣,“浮”在包裝箱裡,振動沖擊很小。即使有些搖晃,也不會對星體造成影響。



同時,通過在箱內維持“正壓”,來控制溫度和濕度,同時達到減振功能。在整個運輸過程中,還以數字化的方式,對箱內溫度和濕度數據、以及衛星狀態進行隨時監測。



除了技術手段,操作人員在涉星操作時,都必須按規定戴上一次性口罩、手套和防靜電手環,防止人體的唾液、油脂或接觸時產生的靜電,對星體造成影響。



目前,風雲三號衛星已經建立了一套完整的、可操作的防污染體系。未來,還將融合網際網路技術,實現環境參數的數據集中采集與遠程動態管理,進一步提升衛星產品的防污染保障水平。



編輯:侯幫興



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