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此次放飞“嫦娥”的3号发射塔是专为“探月工程”铸建的新塔。在西昌卫星发射中心现场,大凉山的苍翠环抱中,闪烁着蔚蓝色光芒的3号塔掩映在夕阳余晖下,散发着迷人光彩。
“这座新塔是2006年12月交付并投入使用的。塔高84.72米,全钢结构,塔上的13层回转平台可以180度旋转,塔顶上的吊车用来完成火箭、卫星的起竖、吊装和对接。”据“天梯”的搭建者总装安装总队杨晓明副总队长介绍说,建造类似这样一座高水准发射塔,美国平均要用三年左右时间。
记者注意到,在塔底有一个支撑火箭的发射台和一个能耐高温、高速气流冲刷的导流槽,它深近30米,发射前将注满近200吨的水。火箭发射时,既可防止火焰上蹿,又可以给火箭形成巨大的反推力。新塔建成后,已成功发射了“北斗二号”、“鑫诺”三号两颗卫星。
据悉,距3号发射塔前方2.3米处原有一座旧发射塔,因年久已出现倾斜老化等问题,为保障“嫦娥一号”发射万无一失,必须在最短时间内建一座新塔,建新塔首先必须拆除旧塔,可拆塔遇到的高空作业危险和技术难题前所未有。
在总队工作35年的展才兴高工告诉记者:“我这辈子迄今参与建造了6座发射塔,可拆塔还是头一回。74米高的旧塔犹如一个‘钢铁车间’,为了不破坏发射场设施,我们否定了定点爆破的方案,改用分段拆除。为建发射塔竖起的塔式吊车顶端有时漂移达2米,仅从旧塔上拆除的钢构件就达1100余吨,新塔安装钢构件1724吨”。
这支曾经建造了我国三大发射中心所有发射塔,见证了从“东方红一号”卫星发射到载人航天胜利归来的英雄部队,采用地面分系统组装、竖装加固、空中安装定位等新技术,以误差小于2毫米的精准施工,仅用了一年零17天,就完成了拆建两座塔的艰巨任务,在世界航天发射塔建设史上书写了“中国奇迹。”
“嫦娥”善舞
“中国创造”揭开月宫神秘面纱
对于距我们最近的太空邻居,月亮究竟长得什么样?目前国外立体的月球地图只有两三幅,且做得均不完整。
“嫦娥”绕月怎样才能为月球画一幅完整肖像?
近日,记者在西昌卫星发射中心几经周折,终于见到了中国探月工程卫星系统总指挥叶培建院士。他告诉记者,此次“嫦娥一号”卫星将搭载一台CCD立体相机和一个激光高度计,两者结合将绘制一幅完整细致的立体月球地图。
作为“嫦娥一号”最重要的载荷之一,激光高度计被誉为“太空激光眼”,届时将为世人拍下第一幅拥有较高精度的中国版全月地形图。
在叶院士的办公室,记者有幸先睹了被叶院士赞为“中华牌”的国产激光高度计的图片。看上去像一台放在铁盒子里的摄像机,这就是由中科院上海技术物理研究所和上海光学精密机械研究所集成创新的“中国造”太空“激光眼”,他们仅用两年时间就按时交付这个“探月摄影师”,关键部件全部实现国产。
叶院士介绍,“激光眼”的制图方式十分独特,它不是靠普通的平面摄像,而是靠“秒表”。激光高度计会不断向月球表面接收反射回来的激光束,并不断精确计时。激光高度计就根据这一丛丛激光束往返的时间差实时计算出其所跑距离,从而分辨出月面哪高、哪低,哪是山脉、哪是深谷,最终得到月球各处的实际海拔,合成为一幅带有月球高程的完整地形图。
“为了能使卫星有效实施对月探测,此次有两项技术创新非常关键”。叶院士接着说:“一个是我们针对月球环境特点研制了一台紫外敏感器,它不仅适用于绕月阶段科学探测,对将来的深空探测也意义重大。另外为了数据顺利回传,我们专门研制了一个数传天线。这个数传天线不同于以往卫星的天线,因为地球同步轨道卫星的姿态相对于地球是不动的。在绕月的时候,‘嫦娥’卫星的姿态是指向月球,回传天线要指向地球,太阳翼帆板要指向太阳,是复杂的三体联动。为了回传数据我们设计了定向天线,采用机械扫描,通过两个轴的转动来实现天线始终指向地球,每个轴都可进行正负九十度的转动,这在过去的卫星上从未用过,可喜的是,这两项技术都攻克了”。
记者还从国防科工委新闻中心获悉,此次“嫦娥一号”上共安装了8种有效载荷,除CCD立体相机、激光高度计外,还有X射线谱仪、γ射线谱仪、干涉成像光谱仪、微波辐射计、太阳高能粒子探测仪和低能离子探测器等。
地面应用
“千里眼”保障地月传输畅行
如果把“嫦娥一号”卫星比作一位月宫探宝者,那么地面应用系统则是承载和接收月宫宝藏的“百宝箱”,负责整个数据的接收、处理和研究。
“嫦娥”探月工程地面应用系统总师李春来日前通过国防科工委新闻中心向外界透露:
此次探月工程地面应用系统运行主要在三处,一是国家天文台总部,它是整个地面应用系统的大脑和神经中枢。另外是安装了“千里眼”的两个地方,一个是架设在密云的50米天线接收站,另一个是设在昆明的40米天线接收站,两个大口径天线地面站能够把“嫦娥一号”发回来的数据完全接收下来。数据从地面站传回以后,就可对星上有效载荷的工作状态进行实时监控,并把数据处理成标准的科学产品和一般公众可以理解的成果,供科学家进行数据反演和数据解译研究。
李春来总师表示,“嫦娥一号”卫星奔月距离是目前我国发射的最远的地球卫星的10倍左右,所以用现有的12-15米口径的人造地球卫星数据接收天线基本上接收不到有效数据。为此,航天科技人员在2002年就开始建造我国目前最大口径的40米和50米天线用于月球探测卫星数据的接收和以后深空数据探测的接收工作。现在两部大口径天线完全能够保质保量完成任务。
如何处理接收下来的月球数据是航天专家面临的又一全新挑战。我国地球遥感数据的处理技术已比较成熟,但对月球探测数据的处理却是一块处女地。
月球遥感数据处理的方法和模型,与地球遥感数据的处理有很大的不同。比如地球有很厚的大气层,而月球没有,所以地球遥感数据处理中的大气校正等月球就不存在,需要另外的校正方法,如光度校正等。此外,月球表面因为成分、形貌跟地球都不一样,所以处理方法就很不一样了,这也是地面应用系统特殊的地方。李春来总师说,地面应用系统与测控系统是此次工程中非常艰苦的两个部分,卫星上天以后一年多的时间里,航天专家要“跟着月亮走”,按照“月球时间”上下班,是真正的“月光族”。“月亮从东边升起的时候我们工作,月亮从西边落下去的时候我们才能睡觉”。
这时,记者不由想起了一首歌:“你问我爱你有多深,月亮代表我的心”。
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