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风云四号团队七年攻关实现静止轨道气象卫星更新换代

发布时间:2017-03-28 作者:派智库 来源:东方网 浏览:【字体:

  

  风云四号卫星测试中,研制团队在听卫星中设备的响应。 顾元翔 摄 织梦内容管理系统

  编者按“先进典型周一见”。从今天起,“中国梦·申城美”栏目又和读者见面,我们将在每个周一的显要版面,与您分享一位“申城好人”的故事。他们奋斗、打拼、创造、奉献,或取得不凡实绩,或感动凡人万千。通过记者的笔触和镜头,您将读到一个个可敬、可学更可爱的人的故事。 dedecms.com

  “先进”未必高高在上,“典型”也不等于“大而全”。那些打动人心的故事,往往就发生在你我的身边。今年,解放日报·上观新闻特别开展“为身边典型点赞”活动,面向社会公开征集身边的典型人物。如果您在工作、生活中发现了可敬、可学、可爱的人,不妨将他们的故事告诉我们,很可能这些就将转化为一篇篇报道,让更多人一起为先进人物点赞。

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  您可以用手机登录“上观”APP首页,点击“为身边典型点赞”图片链接,在线提交线索、意见和建议;也可给我们来信。来信请寄:延安中路816号解放日报总编办(请注明“为身边典型点赞”),邮编:200041;电子邮件请发至:[email protected]织梦好,好织梦

  本报记者刘锟实习生赖丽芳 本文来自织梦

  中国航天科技集团公司上海航天技术研究院抓总研制的我国新一代静止轨道气象卫星风云四号,已经在距离地球3.6万公里的太空运转3个多月。一个月前,首批通过“风四之眼”拍摄的图像新鲜出炉:广阔的海洋、多彩的陆地以及喜马拉雅山上纹理清晰的积雪……风云四号也是我国首颗高轨三轴稳定定量遥感卫星,与上一代卫星相比,风云四号观测数据量提高了160倍,观测产品数量提高了3倍。随着风云四号的发射和应用,以及地面应用系统40多项卫星气象产品的开发,将使我国卫星气象事业迎来质的飞跃。 内容来自dedecms

  不为人知的是,这样一颗超级气象“智慧星”的研制队伍中,“80后”占比八成,型号总体和各分系统的主任设计师均在35岁左右。就是这样一支年轻又充满活力的研制团队,进行了长达七年艰苦的攻关,最终实现了我国静止轨道气象卫星的更新换代。 内容来自dedecms

  年轻力量在“实战”中尽快成长 织梦内容管理系统

  “三轴稳定是未来高精度静止轨道定量遥感卫星的大方向,是必须突破的前提。”风云四号卫星总设计师董瑶海回忆说,早在2010年立项时,研制团队就瞄准了实现三轴稳定控制的目标。

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  目前,我国还在使用的上一代静止轨道气象卫星风云二号采用了自旋稳定的方式,卫星在3.6万公里的高空像陀螺一样高速旋转,在保持自身的稳定的同时对地球进行扫描观测。相对于自旋控制,三轴稳定控制可以大幅提高卫星对地观测的时间效率,也可以更大限度地满足多载荷装载的要求。 织梦好,好织梦

  自上世纪90年代至2006年,美国通过发射6颗三轴稳定的静止气象卫星,才真正实现了高轨卫星的三轴稳定控制观测的核心技术问题。要想在风云四号一颗卫星上解决美国数颗卫星才解决的问题,难度可想而知。身为团队的“技术流”骨干,董瑶海一讲起整个研制过程中攻克下来的各项技术难题,如数家珍。此外,平台新、载荷新,关键是研制队伍更新,接近八成的团队成员此前没进过发射场,就是在这样的情况下,这支队伍研制出了达标的风云四号卫星。由于团队成员中八成是“80后”,整个队伍便采用以师傅带徒弟的“传帮带”方式,让这些年轻力量在“实战”中尽快成长。 下转5版(上接第1版)在风云四号卫星试验星发射前的最后60分钟,为防止因误操作或误通电导致星上大量的火工品误爆,星上原先使用的所有保护安全插头要换成正式的插头,时间只有短短的20分钟。这个艰巨的任务落到了研制团队的刘伟杰和沈天豪师徒两人身上。 dedecms.com

  刘伟杰是风云系列卫星发射场星上电装操作的主岗,1984年出生的他已经圆满完成了包括风二、风三在内7次发射任务。1993年出生的沈天豪,做事踏实,责任心强。刘伟杰回忆说,“20分钟完成9个插头,时间很紧、任务关键,火箭底部的燃料加注工作也即将完成,发射在即了!”刘伟杰平时习惯边干活边跟徒弟讲流程、说要点,当时也是保持着一个姿势,凝神专注地解决一个个插头。“探出整流罩时只觉得身子都僵了,但好在工作最后顺利地完成了。”

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  降低标准不是他们的风格

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  风云四号因搭载高灵敏度的干涉式大气垂直探测仪,对外界振动环境提出了极为严苛的要求,就连试验现场有人走动都会致使图像质量大受影响。当时,国内卫星并不提微振动技术,唯一上天验证过该技术的也只有美国。研制团队面临极大挑战,为此团队曾陷入两难。最初,他们也想过,要是微振动抑制技术攻克不了,就牺牲有效观测时间,让扫描辐射计和干涉式大气垂直探测仪分时工作,减小相互干扰。

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  但降低标准从来不是风云四号团队的风格。

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  “美国人能研究出来,相信我们也一定能成功。”董瑶海说,接下这个难题后,研制团队不停地自我鼓励。这就相当于“平地起高楼”,要实现从无到有的突破,首先得明确微振动技术研究的内容和技术难点。团队遍查国内外与振动相关的资料,阅读了上千份相关文献,但却遗憾地发现,可用的材料基本没有,只能以一些语焉不详的片段为线索,理清微振动问题的主要内容和技术难点,并提出给载荷坐上超级“软沙发”的微振动隔振系统设计方案。

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  “软沙发”想法很好,但要变成现实难度不小,它既要能扛得住火箭发射过程大过载超重,又能满足在轨失重以及各种空间热、辐照等环境下的使用。一开始,试验很不顺利。理论设计都很好,但做了无数次试验,隔振性能就是达不到要求。直到一次试验中,电话铃偶然响起,传感器幅值迅速升高,大家才意识到,微振动试验结果被周围的环境噪声所淹没了,一定要在完全安静的情况下做试验。 本文来自织梦

  为了不影响研制进度,在专门的微振动试验间没有完全建成前,微振动研制团队每次做试验都选择在半夜,并且要清场,关闭空调,拔掉电话线。在静得让人发慌发困的绝对安静环境中,几小时几小时地不停试验,他们不敢说话,甚至不敢随意走动,生怕自己一不小心成为意外的微振动源头,影响测试数据。 copyright dedecms

  严守高标准,把控每个细节

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  “董总对测试的要求几近苛刻,对主任设计师直接采取现场考核。这让我和我的团队不得不把测试软件、测试文件等一遍一遍地反复升级、细化。”风云四号综合测试主任设计师周军透露,就拿遥测显示终端软件以及遥测事后处理软件的更改来说,前后改了不下15个版本。发射场测试细则就有1500页之多,正样星以来的测试手册就直接用厚度衡量。为了提高工作效率,硬是开发出了射频自动化测试软件,实现了流程的优化,可以把两周的工作量压缩到两天完成。

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  “董总经常一眼就看出问题的关键,并在我们后续的电路验证试验中及时指明方向,少走了很多弯路。”风云四号总体副主任设计师朱振华在回忆时说道。为了选择合适的接口电路,基带数据接口设计师团队开展了调研、电路验证等一系列工作,把目前常用的国内外芯片、各种使用的电路形式,各种可能的故障模式开展了5轮改进、历时7个月的验证与电路试验,摸清了各常用接口芯片的性能、确定了可靠的电路形式、掌握了各类电路的故障模式与规避方案,并最终归纳总结为通用的卫星建造规范,被多个型号应用。

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  值得注意的是,风云四号卫星采用了双组元推进系统,四个贮箱并联平铺布局,星箭分离后经过5次变轨进入地球同步静止轨道,受运载火箭的限制就必须严格控制卫星总重量。在方案阶段,风四团队就提出了卫星发射零配重的目标。这个目标可把卫星总装负责人车腊梅愁了一阵。要实现零配重,高精度质心测试台就成为其中的一项重点工作。为攻克这个项目,组内采取了全员参与的方式,共同讨论学习了几乎所有的质心测试方法,经过数十次的讨论,提出了5种方案,综合考虑安全性、测试精度、技术创新等因素,不停地反复,最终的设计报告前后修改了26个版本。经过一年的努力,总装团队完成了国内首台具备贮箱加注量实时反算、提出贮箱目标加注量的高精度质心测试台。 dedecms.com

  据悉,风云四号卫星已被世界气象组织纳入全球对地观测气象卫星序列,根据在轨测试初步计划,风云四号有望在今年我国夏季汛期开展天气预报试验试用,在年底具备试运行的能力。

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