“一箭双星”成功送两颗北斗升空

2018-02-13 10:05 北京日报

打印 放大 缩小

来源标题:“一箭双星”成功送两颗北斗升空

记者 任珊

昨天13时03分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭(及远征一号上面级),“一箭双星”成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。这两颗卫星是我国北斗三号工程第五、六颗组网卫星,本次发射也是农历鸡年中国航天的“收官之战”。经3个多小时飞行后,卫星进入工作轨道。

这是今年以来长征系列火箭完成的第7次成功发射。今年长征系列运载火箭预计将执行以北斗卫星组网、嫦娥四号探月为代表的35次发射任务,发射密度再创历史新高。根据规划,在2018年年底前,北斗三号将建成18颗卫星的基本系统,具备为“一带一路”国家和地区提供服务的能力。

高精度铷原子钟助精准定位

据介绍,这次执行发射任务的长征三号乙运载火箭和北斗导航卫星由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院、中国空间技术研究院研制。两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,是第二十八、二十九颗北斗导航卫星,也是北斗三号工程第五、六颗组网卫星。

在这两颗组网卫星上,均装载了中国航天科技集团五院和中国航天科工集团二院所研制的高精度星载铷原子钟。据悉,原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备,作为导航卫星的心脏,高性能的星载原子钟对导航精度具有决定性作用。

相比北斗一期、二期工程中采用的铷原子钟,本次装载的新一代高精度铷原子钟,体积更小,重量更轻,技术性能大幅提升,在频率稳定度、频率准确度及日漂移率等方面有明显优势。据悉,星载氢原子钟的应用可使北斗导航系统具备更高的定位精度、全球覆盖及较长的自主导航能力,显著降低北斗导航系统全球应用时的校时压力。

同时,这两颗卫星上装载了北京航天微电科技有限公司独立研制的声表面波滤波器,其主要用于滤除通信中的各种干扰信号,确保卫星与地面中心保持顺畅的通信。据介绍,北斗三号第三次组网卫星的成功发射,使北斗三号定位系统较北斗二号定位精度实现了大幅跨越,测速和授时精度也将同步提高一个量级。

长三甲系列火箭第84次发射

据悉,此次是有“金牌火箭”美誉的长征三号甲系列火箭的第84次发射,也是其与北斗卫星家族的27次“牵手”,标志着北斗导航系统进入全球组网的密集发射阶段。

继1月12日以来,短短一个月,长征三号乙/远征一号火箭先后两次“一箭双星”发射,成功将四颗北斗卫星送入太空。这也是2018年以来,长征系列火箭完成的第7次成功发射。43天7次发射,这是今年长征系列火箭高密度发射的一个缩影。据中国航天科技集团有限公司透露,今年我国长征系列运载火箭预计将执行35次发射任务,发射密度再创历史新高。

具体来说,35次火箭发射中,长征三号甲系列火箭和长征二号丙火箭分别有14次和6次发射任务,发射次数占全年发射次数近60%。

中国运载火箭技术研究院长征三号甲系列火箭总指挥岑拯介绍,长三甲系列火箭全年14次发射任务有10次将发射北斗导航卫星,其中8次以“一箭双星”的方式执行发射任务。2018年到2020年,长三甲系列火箭预计将执行40次发射任务。

长征二号丙火箭也将在今年迎来最强考验。中国运载火箭技术研究院长征二号丙火箭总指挥肖耘介绍,今年长二丙火箭预计有6次发射任务,其中还包括发射巴基斯坦遥感卫星、中法海洋卫星两次国际航天发射。

火箭发射前曾做“心脏”手术

发动机可谓火箭的“心脏”,发动机上的导管相当于人体上与心脏相连的血管。要给火箭更换发动机导管,其难度不亚于给心脏做一次手术。火箭发射前,就进行了一场复杂的“手术”。

1月的一天,后方发现火箭三级发动机上测试金属软管的同批次产品存在隐患。火箭发射队接到通知,更换三级发动机测试金属软管,确保火箭不带隐患上天。

此时,三级箭体已经完成技术区域全部工作,处于待转场状态,如若进行发动机金属软管更换,就要对三级箭体和发动机进行部分分解,将发动机恢复到进场时的状态。

“拆除中可能会产生多余物;发动机和箭体上的管路连接处,经过反复拆装也有可能产生气密性下降的风险;更换金属软管前,还要拆除二、三级间的爆炸螺栓,不确定性因素太多。”中国运载火箭技术研究院211厂火箭质量主管郑觉醒现在想起还是后怕。

1月27日中午12时,“手术”正式开始。首先由211厂总装事业部拆除连接三级和二级的爆炸螺栓。“在发射前,二级和三级对接后正常情况下是不会再分离的。我们之前都是琢磨怎样把爆炸螺栓拧紧而不是拧开。这就可能存在因拧紧力过大,导致螺纹咬合过紧的情况。”高级技师吴延翔说,他们曾做过引爆分离的最坏的打算。

工人师傅们调着力矩扳手上的力矩,小心翼翼地尝试着。经过几次调试,第一个爆炸螺栓被顺利拆除,接着是第二个、第三个……就这样,12个爆炸螺栓被依次拆除。接着是拆除与发动机相连的导管。整个“手术”持续了14个小时,最终一场险情得以排除。

幕后英雄

“金牌01指挥员”的第100次发射

记者 任珊

“5,4,3,2,1,点火,起飞!”2月12日13时03分,随着一连串铿锵有力的口令下达,长征三号乙运载火箭托举着北斗三号工程双星腾空而起,划破天际。

下达这个倒计时口令的,是西昌卫星发射中心发测站总工程师鄢利清,人称“金牌01指挥员”。此次发射对鄢利清来说意义特殊,这是他第100次参与执行卫星发射任务,也是第22次担当发射阵地01指挥员,“嫦娥二号”“嫦娥三号”发射等重大任务都有他的身影。

昨天凌晨,鄢利清走进发射场指挥中心,对卫星发射前12个小时整个发射系统指挥控制。发射前3小时,各系统进入测试状态,活动塔移开,火箭暴露出来。随后,工作人员开始加注低温燃料。发射前15分钟,发射指挥权交给鄢利清,发射、监测所有系统均听从他的指令。发射前5分钟燃料加注结束,鄢利清开始指挥五大系统工作人员进入紧张的倒计时阶段。

“2分钟准备。”鄢利清发出指令,连接火箭的气管开始脱落。进入倒计时90秒时,连接到火箭上的地面供电系统开始截断,连接器脱离。“50秒准备…40秒准备…10、9、8……点火!”鄢利清发出点火的指令后,火箭在4秒内喷出火焰,飞向太空。

鄢利清圆满完成了作为01指挥员的任务。一直精神紧绷的他,长舒一口气,露出了轻松的笑容,“这是北斗三号第三组组网卫星,也是承上启下的一发,是确保今年构建北斗三号基本系统的关键之战。”

担任01指挥员,绝非喊倒计时那么简单,每下达一个口令,鄢利清都要确认分系统的工作是否按时间完成、参数是否正确。很多人只听到他发射前读秒的声音,殊不知,其实90%的准备工作在发射前已完成。

闻其声,识其人。走出发射场,坐在记者面前的鄢利清,短寸头、一身蓝色工作服,轻声细语,却一字一句,铿锵有力。

此次北斗任务中间曾出现小插曲,在火箭一二级转场完成之后,三级发动机设备疑似出现问题,某个器件有个指标超标,“可能不是大问题,但万一出故障了,对火箭的影响是致命的。”鄢利清连夜组织汇报会,查找原因。虽然经过检查,器件没有大问题,但为了万无一失,还是连夜更换了器件。

如今,说起指挥员的工作,鄢利清自豪又自信。但回忆起第一次担当指挥员的经历,他直言“焦虑又紧张”。

2006年12月8日,“风云二号”卫星发射。好像要故意刁难他这个“新手”,此次发射先是卫星发射场控制系统出问题,没人能找到原因,鄢利清当机立断,将试验人马分为两个梯队,一队继续查找原因,二队按计划展开后续测试;第二天卫星分系统测试,输入输出特性与出厂时差值较大,正在吃午饭的鄢利清放下筷子就赶往现场;第三天,鄢利清又碰上了事,发动机喷管漏气,鄢利清立即用备件进行换装。作为01指挥员,要眼、耳并用。模拟发射中,每一次测试、检查,必须了如指掌;发射实战时,各个系统、岗位的数据状态,必须心中有数。而对出现的每一个细节问题,都要果断作出应对。鄢利清没有让人失望,“5、4、3、2、1,点火!”火箭成功发射,精确入轨。“其实,我很紧张,但还要保证喊出的声音没有任何异常,”鄢利清笑着说,虽是冬天,他的手心却不停冒汗,背心都湿透了。

鄢利清的目标是:瞄准“零窗口”,也就是正时正分正秒发射。为了保证口令按时发出,他对发每个口令的时间都做过精确计算。特别是读秒,确保与倒计时牌变化保持一致。“口令清楚、洪亮、规范,是我们岗位最基本的要求。”鄢利清说,刚入行时,除了跟老师傅请教,自己就每天对着秒表练习,加大训练强度,直到能稳定、丝毫不差地报出口令。

今年47岁的鄢利清,已经在西昌卫星发射中心工作了25年。由于工作原因,鄢利清的三口之家经常分居三地,女儿由住在成都的爷爷奶奶代为照料,妻子在西昌上班,他则常年扎在任务一线。“女儿学校的家长会,我没参加过,我欠她们的太多。”鄢利清说,现在北斗三号双星发射圆满成功,自己最想做的就是趁春节假期,回家和家人团聚。

同超低温燃料打交道的“造血师”

记者 任珊

液氮零下196℃、液氧零下183℃、液氢零下253℃,光听数字就让人望而却步,而黎伦和同事们却要冒着冻伤、燃爆的风险,常年与这些极寒的燃料打交道。

黎伦是西昌卫星发射中心技术勤务站液氮液氧分系统指挥员,主要负责所有低温燃料的生产、化验、运输、加注和转注,被誉为火箭的“造血师”。

此次北斗三号组网卫星发射,黎伦和同事们提前七天进驻发射场,为液氮预冷管路,加注助燃剂液氧,加注液氢。在火箭发射提前五小时到倒计时三分钟,加注、转注要一直持续进行。

液氢转注岗位充满了惊心动魄。液氢是高危燃料,当密度达到一定程度,一根针从一米多高的地方掉落地面产生的热量,就可能当场引爆。黎伦和同事的工作大多在深夜进行,空旷的空间,加上液氮液氧加注时带来的低温,风一吹过来,他们会浑身冻透。黎伦袜子穿了两三层,衣服套了好几层,可还是冷。

除了冷,黎伦还记得,在一次任务中,液氧进入大流量加注,固定罐压力根据操作规程持续上升,这时,固定罐汽化器进液口出现燃料泄露的突发情况,零下180℃的低温液体四处迸溅,导致固定罐无法正常增压。

黎伦迅速穿上防冻装备,孤身一人冲至泄漏点,双手紧握扳手对泄露螺栓进行紧固。由于固定罐压力偏高,泄露较大,拧紧螺栓的堵漏方式以失败告终。液氧泄漏量越来越大,若不及时控制住,最终可能导致发射推迟。黎伦灵机一动,他从库房拿出一条白棉绳,蘸上水再次冲至液氧泄漏点,围着漏点紧紧缠绕了十几圈,蘸水的白布带瞬间结冰,形成密封,泄漏点被彻底堵住了,整个处置过程不到10分钟。

事后同事问他:“当时你害怕吗?”大家知道,如果泄露时间久一点,手脚很可能会被冻伤,严重的还可能肌肉坏死。“液氧泄露,傻瓜才不怕。但是怕有什么用,我是现场指挥,关键时候就要往前面冲!”黎伦回答。

如今,36岁的黎伦在这个危险的岗位上已经干了10年。去年他所在的团队执行了液氢接收转注3次共128天,相当于128天都在和危险相伴。

延伸阅读

2030年我国火箭运载能力

或将赶超“猎鹰”

2018长征系列运载火箭发射的看点有哪些?记者在西昌采访时了解到,今年我国长征系列运载火箭预计将执行以北斗卫星组网、嫦娥四号探月为代表的35次发射任务,发射次数将再创历史新高,开启“高密度”节奏。

长二丙火箭将重返国际市场

在2018年航天科技集团的35次火箭发射任务中,长征三号甲系列火箭和长征二号丙火箭将分别将发射14次和6次,占全年发射次数的近六成,堪称“主力军”。

长三甲系列火箭在2015年曾创造出109天成功实施7次发射的纪录。研制队伍在前期成功经验的基础上,希望能够实现同一种构型的火箭在单机、系统甚至箭上互相通用,让火箭与不同任务自由搭配,实现快速反应、按时完成。

长征二号丙火箭也将在2018年迎来“大考”。航天科技集团一院长征二号丙火箭总指挥肖耘说:“今年,长二丙火箭预计将有6次发射任务,研制队伍将在多个发射场作战。”在2018年的6次发射中,长征二号丙火箭将在时隔19年后重返国际商业发射服务市场,发射巴基斯坦遥感卫星、中法海洋卫星,为中国航天走向世界提供“金牌助推”。

长五再出征 长七忙改进

作为支撑我国航天强国建设的新一代运载火箭长征五号和长征七号,也将于2018年迎来新挑战。

航天科技集团一院长征七号火箭总指挥王小军介绍,研制团队今年将在前两次成功发射的基础上,创新方法,进一步提升火箭的产品可靠性,为未来我国空间站建设阶段发射货运飞船做好充分准备。同时,研制团队还正在开展长征七号改进型火箭的研制和设计工作,针对卫星发射及其他领域任务,积极开拓市场。

备受瞩目的长征五号也将在2018年迎来“复出”。作为我国目前运载能力最大的火箭,长征五号肩负着未来我国探月三期工程、载人航天、火星探测等重任。根据中国航天科技集团全年宇航发射计划显示,长征五号将在2018年下半年执行发射任务。

我国重型运载火箭计划于2030年前后首飞

日前,美国太空探索技术公司(SpaceX)成功发射了目前全世界运载能力最强的“猎鹰重型”火箭,一时成为了全世界的焦点。

中国何时也能发射像“猎鹰重型”这样的火箭?航天科技集团一院型号系列总师龙乐豪院士表示,“我们将研制比‘猎鹰重型’规模更大的火箭。”

根据中国运载火箭技术研究院2017年公布的《2017-2045年航天运输系统发展路线图》显示,我国重型运载火箭计划于2030年前后首飞。

此前发布的《2016中国的航天》白皮书上也曾指出,备受瞩目的中国重型运载火箭拟命名为“长征九号”。也就是说,约10年左右,“长征九号”运载火箭将飞天,运载能力超过“猎鹰重型”火箭。

数据显示,“猎鹰重型”:起飞质量约1420吨,最大直径3.66米,近地轨道运载能力为63.8吨;“长征九号”:预计起飞质量将达3000吨,最大直径约10米,近地轨道运载能力大于百吨,其结构和尺寸质量均将突破我国现有运载火箭能力水平。

“运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。”航天科技集团一院型号顾问黄春平形象地将火箭比作进入太空的“云梯”:“没有运载能力更强的火箭,就像人上楼没有电梯一样。中国航天由大到强,火箭要先行。我们要变压力为动力,迎头赶上,加快推动重型运载火箭的立项和研制,把我国的重型运载火箭早日送上天。”(据新华社电)

责任编辑:龙娱平(QL0004)

猜你喜欢