神舟七號(hào)飛船載人航天飛行任務(wù)將完成航天員出艙行走的壯舉,這是中國(guó)人第一次觸摸到艙外的世界,也是中國(guó)在載人航天領(lǐng)域取得的又一重大技術(shù)突破。如何才能保證航天員在飛船艙外復(fù)雜的通信環(huán)境下能夠完成與艙內(nèi)航天員和地面支持人員的緊密聯(lián)系,如何才能將這個(gè)輝煌的時(shí)刻記錄下來(lái)并傳遞給全世界,如何才能充分展示中國(guó)航天員在太空行走的壯麗景象?神舟七號(hào)飛船測(cè)控與通信分系統(tǒng)為我們解決了這個(gè)問題。
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出艙行走無(wú)疑是神舟七號(hào)飛船載人航天飛行任務(wù)最閃亮的一筆,而測(cè)控與通信分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的是飛船的跟蹤測(cè)軌、遙測(cè)遙控、天地通信和圖像話音傳輸?shù)热蝿?wù)。這些任務(wù)對(duì)于完成整個(gè)載人航天飛行任務(wù),充分展示航天員艙外行走的英姿,確保航天員艙外通信順利和可控,具有非常重要的作用,不容有失。
出艙通信系統(tǒng)是擺在測(cè)控與通信分系統(tǒng)面前的第一道難關(guān)。由于要克服多徑效應(yīng)對(duì)通信帶來(lái)的影響,同時(shí)考慮到通信信號(hào)可能會(huì)被短時(shí)間內(nèi)遮擋,航天員要在無(wú)線狀態(tài)下進(jìn)行出艙活動(dòng)就必須采取與以往通信設(shè)施不同的新的通信手段,才能保證航天員的數(shù)據(jù)通信和話音通信的順利進(jìn)行。為此,分系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)研、試驗(yàn)和仔細(xì)地研究,決定采用CDMA擴(kuò)頻通信方案,參數(shù)選擇上也通過了大量的試驗(yàn)和摸索,最終獲得了較好的通信環(huán)境。
為了滿足飛船用戶的要求,充分展示航天員艙外行走的影像,展示我國(guó)載人航天領(lǐng)域的新的突破,測(cè)控與通信分系統(tǒng)的科研人員深入研究,系統(tǒng)考慮,采用先進(jìn)的圖像壓縮編碼體制,同時(shí)將單路圖像傳輸模式提升為雙路圖像傳輸模式,新增了艙外攝像機(jī),大大提高了圖像傳送質(zhì)量,保證了航天員艙外行走的畫面清晰的傳回地面,讓全世界的人民都能看到中國(guó)航天的又一壯舉。
所有這些項(xiàng)目的實(shí)施都是神舟七號(hào)飛船相比以往的飛船所特有的功能突破,是服務(wù)于飛船總體系統(tǒng)的創(chuàng)新性的技術(shù)更新。沒有成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,沒有前輩的成果作為指導(dǎo),只有通過自己的摸索,依靠不斷的試驗(yàn)和充分的論證最終完成了技術(shù)攻關(guān)。然而,研制人員面對(duì)的困難卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。
相比于飛船其他分系統(tǒng)來(lái)說,測(cè)控與通信分系統(tǒng)的接口特別多,與外系統(tǒng)的接口也特別多,因此,分系統(tǒng)對(duì)外的大型試驗(yàn)也特別多。分系統(tǒng)共有68個(gè)裝船設(shè)備,其中新增和改進(jìn)的在圖像子系統(tǒng)、出艙通信子系統(tǒng)等設(shè)備就有十幾個(gè),分系統(tǒng)要完成這些設(shè)備和系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),技術(shù)流程設(shè)計(jì),還要負(fù)責(zé)分解到每一個(gè)技術(shù)要求的提出和把關(guān)、技術(shù)狀態(tài)控制、轉(zhuǎn)階段驗(yàn)收和整船的測(cè)試等,其工作難度可想而知。
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測(cè)控與通信分系統(tǒng)一項(xiàng)很重要的任務(wù)就是整船的測(cè)試,60多個(gè)設(shè)備裝上船以后要進(jìn)行輪番的測(cè)試試驗(yàn),以確保設(shè)備的完好和順利應(yīng)用,花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng),又不能放過任何的疑點(diǎn)和隱患。2007年10月,飛船測(cè)試初期,在一次對(duì)船載某接收機(jī)進(jìn)行測(cè)試的過程中,偶然發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)判讀中的一個(gè)無(wú)效數(shù)據(jù)。這種情況的出現(xiàn),一般不會(huì)影響測(cè)試的正常進(jìn)行,很容易被測(cè)試人員忽略。但是,測(cè)控與通信分系統(tǒng)的隊(duì)員們沒有放過這個(gè)疑點(diǎn),而是停下來(lái)對(duì)這個(gè)無(wú)效數(shù)據(jù)進(jìn)行了仔細(xì)的分析,并復(fù)查了飛船大量的歷史數(shù)據(jù),竟然發(fā)現(xiàn)了一些數(shù)據(jù)規(guī)律,證實(shí)在一定的概率情況下有可能出現(xiàn)無(wú)效數(shù)據(jù)的情況。研制人員經(jīng)過仔細(xì)的研究和討論,最終找到了解決問題的方案。
2008年3月底,測(cè)控與通信分系統(tǒng)研制人員到遠(yuǎn)望號(hào)測(cè)量船上進(jìn)行飛船天地對(duì)接試驗(yàn)。測(cè)試進(jìn)程中,遠(yuǎn)望船上忽然發(fā)現(xiàn)飛船數(shù)據(jù)異常情況。經(jīng)檢查,是一臺(tái)地面輔助設(shè)備出了問題,這對(duì)要在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試任務(wù)無(wú)疑是雪上加霜。測(cè)試隊(duì)員們遠(yuǎn)在外地,要設(shè)備沒設(shè)備,要工具沒工具,完全憑借經(jīng)驗(yàn)和對(duì)設(shè)備的熟悉程度,利用現(xiàn)場(chǎng)的條件進(jìn)行排查,最終找到了問題的癥結(jié)所在,并順利地解決了問題,保證了飛船試驗(yàn)的順利進(jìn)行。
在一次中繼設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試過程中,偶然出現(xiàn)了一些“咔咔”的微弱噪聲。分系統(tǒng)研制人員對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率進(jìn)行了重新計(jì)算,發(fā)現(xiàn)誤碼率是滿足指標(biāo)要求的,也就是說,這種“咔咔”聲應(yīng)該不會(huì)影響數(shù)據(jù)的正常傳輸。但是,他們并沒有忽略這個(gè)疑點(diǎn),而是對(duì)與之相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了徹底復(fù)查。他們用了一天一夜的時(shí)間逐一排查數(shù)據(jù),終于發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流中偶爾插入的多余比特,找到了問題的癥結(jié)所在。
“責(zé)任心很重要。”這是測(cè)控與通信分系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師陳曉光最常說的話。他們這樣說,他們也這樣做,不放過任何一個(gè)疑點(diǎn),不留下任何一點(diǎn)缺陷,他們用近乎完美的工作,確保了神舟七號(hào)飛船飛行的圓滿成功。
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