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天宫二号空间实验室小团队的大创新

本报记者 姜天骄

  天宫二号实验室此次科研任务之一,就是利用三维成像微波高度计实行卫星测高。

  三维成像微波高度计是个很“敏感”的设备,一旦太空界温度、受力等因素发生变化,三维成像微波高度计的性能就会大打折扣,接收设备不能准确知道发射设备输出的能量,遥感测量就要“歇菜”。

  为解决这个技术难题,“天宫”找到了做出国内首个自主研发内定标铁氧体微波前端的中国航天科工二院23所。

  2011年8月份,载有“海洋二号”卫星的“长征四号”运载火箭发射升空,成功将卫星送入预定轨道,开始了其对海洋环境预报、海洋科学研究和全球气候变化研究的旅途。几名年轻设计师悬着的心终于放下了,不仅仅因为海洋二号里有他们5年多的心血结晶——内定标铁氧体微波前端,而且,这还是航天23所参与的首个星载项目,更是中国打破国外封锁坚冰,第一个自主设计研制的微波前端。

  内定标铁氧体微波前端,就像我们的咽喉一样,处在发射系统、接收系统、天线系统的交汇部位,与常规微波前端不同的是,它在负责分隔发射与接收信号的同时,还要准确感知在不同温度环境下发射机输出的功率。这在地面设备上可以轻松实现,可是,要让在太空里的卫星自己感知,恐怕就不是一件容易的事儿了。

  中科院国家空间科学中心作为项目牵头单位,调研了国内外诸多厂商。国外知道中国没有这样的技术,要价奇高,仅一个单机,就要花费掉整个雷达高度计的全部经费,提供的产品周期也很长。

  为此,23所八室的设计师集结出发,踏上了这片国人鲜有踏足的领域。为充分发挥青年人敢打敢拼,迎难而上的攻坚精神,他们在青年设计师中抽调骨干力量,专门成立了一支“星载青年突击队”参与到课题的研制全过程。

  历时5年时间研制,他们为海洋2号卫星配套的三套单机产品顺利通过评审,给整个项目画上了完美句号。同时,也使得团队成为国内唯一能做星载高功率大隔离并具有内定标铁氧体微波前端的单位。

  天宫二号空间实验室在海洋二号的基础上,提出了更为苛刻的要求,不仅系统功能变复杂了,各项指标要求也明显提高,面临的挑战可想而知。

  为攻克这项新难题,青年突击队又一次开始发起总攻。为实现功率提升,团队引进了新的微波开关方案,进一步降低微波传输损耗;为减小体积,团队重新考虑内部元器件的连接和排布,同时还要控制重量。经过多轮的方案设计及讨论,他们研制出了电性件,各项指标达到系统要求。

  为了精益求精,在第二阶段,团队成员们对每一部分的重量都加以严格控制,精度到0.01g的天平就放在手边,随时称重。每个零件的重量,小到螺钉,细到每处涂的胶量都细细打磨,硬把几公斤的产品,控制精度达到了“克”级。

  天宫二号空间实验室的成功是这些年轻人在新领域里的又一里程碑,这支经过历练的年轻团队将在更为广阔的舞台上,开拓航天星载组合产品的新篇章。

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