¿Por qué el barco de reconocimiento Wang Yuan 3 va al Pacífico Sur, a miles de kilómetros de distancia, para realizar mediciones y control?
¿Por qué necesitamos medir y controlar tres océanos al mismo tiempo?
Reportero: ¿Cuántos puntos de monitoreo hay en tierra y mar durante el lanzamiento, operación y regreso de la nave espacial tripulada Shenzhou 5? ¿Dónde se distribuye?
Zhang Zhonghua: Durante todo el vuelo de prueba, hubo casi 20 puntos de monitoreo. Entre ellos, cuatro barcos de exploración espacial Wang Yuan están ubicados en los tres océanos, a saber, Wang Yuan 1 en el Mar de Japón, Wang Yuan 2 en el Pacífico Sur, Wang Yuan 3 en el Atlántico Sur y Wang Yuan 4 en el Índico. Océano. Hay más de 10 estaciones de monitoreo en todo el país, distribuidas en Xinjiang, Gansu, Mongolia Interior, Shaanxi, Shandong, Fujian y otros lugares.
Reportero: ¿Por qué los cuatro barcos de exploración espacial "Wang Yuan" de China necesitan realizar mediciones y controles marítimos en tres océanos al mismo tiempo?
Zhang Zhonghua: Cuando se lanzó el primer vehículo de lanzamiento de corto alcance del mundo, su alcance era de sólo unos pocos cientos de kilómetros y un radar podía rastrearlo y medirlo durante todo el proceso. Con el desarrollo de la tecnología aeroespacial, han aparecido uno tras otro vehículos de lanzamiento y satélites de largo alcance, con largos tiempos de vuelo y amplios alcances. Sabemos que la Tierra es un elipsoide con un radio ecuatorial de aproximadamente 6378 kilómetros. Una nave espacial se encuentra a 300 kilómetros de la Tierra y tiene un recorrido de más de 40.000 kilómetros alrededor de la Tierra. Pero debido a la curvatura de la Tierra, una estación de seguimiento en tierra sólo puede rastrear un viaje de más de 4.000 kilómetros a la vez. La superficie terrestre de nuestro país es limitada y las estaciones locales de medición y control ya no pueden satisfacer las necesidades de seguimiento y medición de estas naves espaciales, especialmente cuando se controlan las naves espaciales en el apogeo, las naves espaciales a menudo se encuentran en el otro lado de la Tierra, lo que requiere el establecimiento de. Estaciones de medición y control en el extranjero. Aproximadamente el 70% de la superficie terrestre es océano. Exceptuando los satélites síncronos de punto fijo, las estaciones construidas en tierra sólo pueden seguir una pequeña parte del viaje de la nave espacial. Para satisfacer las necesidades de seguimiento, medición y control de naves espaciales, teniendo en cuenta los factores mencionados y los factores políticos, la gente naturalmente pensó en rastrear y medir naves espaciales en el océano, y surgieron las naves de medición aeroespacial.
El TT&C del que estás hablando aquí es la abreviatura de medición, control y comunicación de naves espaciales, a veces también denominada comunicación TT&C. Las mediciones incluyen mediciones externas y telemetría. Determinamos la posición espacial de la nave espacial mediante mediciones externas y entendemos el estado de funcionamiento interno de la nave espacial mediante telemetría. El control remoto se refiere al control de una nave espacial por parte de una nave de reconocimiento aeroespacial o una estación de control y medición en tierra, mediante el envío de varios comandos de control remoto, la inyección de datos en la nave espacial y el control del vuelo y el regreso de la nave espacial; Comunicación de voz bidireccional entre la Tierra y los astronautas y recepción de imágenes de televisión desde naves espaciales.
Como estación de control y medición de la actividad marítima de mi país, el barco de reconocimiento aeroespacial Wangyuan tiene las características de sólidas capacidades integrales de medición y control, alta maniobrabilidad, buena autonomía y uso flexible. De acuerdo con los requisitos de TT&C y la cobertura de comunicaciones TT&C en las secciones de arco clave de la nave espacial Shenzhou-5, podemos desplegarla de manera flexible en los tres océanos y utilizar plenamente su máxima eficiencia.
La misión del barco de exploración oceánica
Reportero: ¿Qué tareas realizó el barco de exploración durante la misión Shenzhou-5?
Zhang Zhonghua: Durante el vuelo del "Shenzhou 5", los cuatro barcos de exploración oceánica realizaron tareas como seguimiento y medición de órbita, telemetría y control remoto, comunicación de voz espacio-tierra y recibir imágenes de televisión de naves espaciales Su tiempo de comunicación TT&C representó todo Más del 50% del período de trabajo.
"Wang Yuan 1" lleva a cabo tareas importantes como la medición de la órbita, la telemetría y el seguimiento del estado de la nave espacial una vez que ésta entra en órbita, así como el control del despliegue de paneles solares. Una vez que la nave espacial entra en órbita, Wang Yuan-2 emprende tareas importantes como la inyección de datos y el control del cambio de órbita. "Wang Yuan 3" realiza tareas de control clave, como el ajuste de actitud y el control de frenado. Wangyuan No. 4 se utiliza para compensar los puntos ciegos en la medición y el control. Reportero: ¿Por qué, a excepción del Wang Yuan 1, los otros tres barcos de reconocimiento están todos en el hemisferio sur?
Zhang Zhonghua: La posición del barco de reconocimiento está determinada por las tareas que realiza.
La órbita de la nave espacial Shenzhou-5 en el espacio no está por encima del ecuador como un satélite geoestacionario. Existe un ángulo entre su plano orbital y el plano ecuatorial de la Tierra, que se llama inclinación orbital. La inclinación orbital de la nave espacial Shenzhou-5 es de aproximadamente 43 grados, lo que significa que cuando la nave espacial vuela alrededor de la Tierra, se mueve en el cielo entre los 40 grados de latitud norte y sur. Para medir y controlar una nave espacial, es necesario poder observarla. Si todas las estaciones de medición y control están en el hemisferio norte, el hemisferio sur se convertirá en un punto ciego.
Todas las estaciones terrestres de TT&C de China están ubicadas en el hemisferio norte.
Para completar la misión de seguimiento de naves espaciales TT&C en el hemisferio sur, además de establecer una estación terrestre de TT&C en el hemisferio sur, la única opción que queda es que el barco de reconocimiento aeroespacial Wang Yuan realice la misión de naves espaciales TT&C en áreas marítimas designadas. en el hemisferio sur.
Más importante aún, algunos puntos característicos de la trayectoria de vuelo de la nave espacial Shenzhou-5 que requieren medición y control en tierra, como los puntos de cambio de órbita y los puntos de frenado de retorno, se encuentran todos en el hemisferio sur, por lo que hay tres barcos de medición distribuidos en el hemisferio sur.
¿Podrá Marlene TT&C lograr los resultados de TT&C por vuelta?
Reportero: Según su introducción, la combinación orgánica de TT&C marítimo y TT&C terrestre forma una red invisible que controla el vuelo de la nave espacial. Entonces, ¿pueden las cuatro naves de medición aeroespacial de mi país lograr el seguimiento y control de cada vuelta de la nave espacial durante su operación?
Zhang Zhonghua: Básicamente, cada vuelta se puede rastrear y medir. La nave espacial tripulada Shenzhou 5 orbita la Tierra unas 14 veces al día. Excepto por un círculo, uno o dos barcos rastrean, miden, controlan y se comunican con cada círculo: hay tres círculos donde estamos ubicados, Wang Yuan 1, Wang Yuan 2, Wang Yuan 4 y Wang Yuan 3. Junto con la estación TT&C terrestre, lograron la necesidad de TT&C continuo de la nave espacial Shenzhou-5 con de 1 a 5 arcos de comunicación TT&C y arcos clave por círculo, lo que permitió a la nave espacial Shenzhou-5 completar con éxito la misión de vuelo según lo programado.
Reportero: ¿Cuáles son las principales diferencias entre TT&C offshore y TT&C onshore?
Zhang Zhonghua: En comparación con las estaciones de monitoreo terrestres, las naves de medición aeroespaciales tienen tres características sobresalientes:
Primero, la nave espacial puede realizar mediciones, control y comunicación en condiciones dinámicas. han aumentado los equipos de medición precisos para la posición del barco, el balanceo del barco y la deformación del casco; los equipos a bordo deben superar la influencia del balanceo del barco al capturar y rastrear objetivos en el procesamiento de datos; también se realiza una gran cantidad de filtrado y filtrado de datos sobre el balanceo del barco y la deformación del casco; añadidos Previsiones y correcciones.
En segundo lugar, muchas grandes antenas de comunicación TT&C de los barcos de reconocimiento aeroespacial se concentran en la cubierta superior. La complejidad del entorno electromagnético requiere que el diseño y la construcción de los barcos de reconocimiento aeroespacial y el diseño y desarrollo general de la comunicación TT&C. El equipo debe abordar problemas de compatibilidad electromagnética.
El tercero es calcular el tiempo que tarda el capitán en navegar hasta las zonas marítimas predeterminadas de los tres océanos para realizar las tareas. Las condiciones climáticas y del mar son complejas, el entorno de trabajo de los equipos de comunicación de medición y control es duro, la seguridad al completar las tareas y la confiabilidad de los equipos son altas y las habilidades profesionales del personal técnico y de ingeniería son excelentes. (Reportero Zhao Yahui)