編者按
記錄最美的實干英姿,聆聽鏗鏘的奮斗足音。為了鼓舞動員全院廣大干部職工頑強拼搏,我們將目光集聚于身邊的埋頭苦干者、負重攻堅者、獨當一面者、連續作戰者,學習他們“團結、緊張、嚴肅、活潑”和“質樸、務實、較真、主動”的精神面貌和工作作風。
本期“實干最美”介紹五院西安分院陸地探測四號01星研制團隊從零開始研制攻關,十五載齊心協力、攻堅克難的故事。
從第一個鎖緊點點火解鎖開始,到最后一個展開單元到位鎖定,經過整整4個小時緊張而有序的工作,陸地探測四號01星大口徑環形反射面天線在軌成功展開,為后續開展多項試驗測試任務打下了堅實基礎。 五院西安分院作為陸地探測四號01星的有效載荷研制單位,為該衛星自主研制了SAR載荷分系統、SAR天線分系統、數傳分系統和電離層子系統,包括相應單機的硬件及軟件產品。這樣的成果來之不易。研制團隊攻克了無數的困難和挑戰,讓陸地探測四號01星閃耀太空,為我國防災減災救災能力的提升提供了更加精準專業的技術支撐。 要想在如此遙遠的距離實現衛星與地面信號的接收和發送,就需要依靠西安分院為陸地探測四號01星研制的大口徑環形反射面天線。這副環形天線外形似一把巨大的“傘”,衛星通過這把大“傘”向地面發射微波信號。為什么要將天線做大?西安分院陸地探測四號01星大天線負責人介紹:“天線的功能是要實現微波信號的發射和接收。而天線的口徑做得越大,接收的能量也就越多,這樣就可以通過大口徑天線實現極微弱信號的接收工作,達到進一步提高雷達靈敏度的目的。” 要想研制大口徑天線,并非等比例放大原有小口徑天線那么簡單。西安分院陸地探測四號01星天線分系統研制團隊從2013年便開始了此型大口徑天線的研制之路。研制團隊將電氣性能、展開動力學仿真、結構動力學分析等多個專業相結合進行系統優化。通過技術創新,采用輕質金屬網等新技術以及展開策略的優化提升產品性能,滿足了衛星的使用要求。基于前期大量充分的設計及仿真工作,陸地探測四號01星大口徑天線作為一款首飛產品,用研制過程零質量問題、在軌展開一氣呵成的優異表現交上了一份滿意的答卷。 為了保障天線型面的精度要求,研制團隊用了兩年時間開展多輪設計方案的迭代,結合我國紡織工業技術的最新成果,在為天線反射器大幅減重的同時,大幅節省了原材料成本。 為提升產品的可靠性,研制團隊自主進行天線熱分析工作。由于環形天線的展開會受到溫度、光照等環境條件的影響,為了找準展開時機,天線熱分析師從零開始開展了大量技術參數的摸索工作。最終,天線展開過程中的各項參數與仿真分析數據幾乎完全吻合。 從2008年西安分院提出概念研究與初步方案設想,到2012年創新研制隊伍成立,2016年完成重要階段試驗,再到2018年國家正式立項,最終于2023年成功發射并實現天線在軌展開,西安分院陸地探測四號01星研制團隊在高軌微波成像領域一路披荊斬棘,持續奮戰十五載。 衛星采用的全新的高軌成像模式,帶來了大量新設計、新技術,國內外均沒有可供參考的先例。衛星有效載荷系統指標在精度和量度上都有了數量級的提高,一些在低軌衛星里可以忽略不計的誤差,在高軌合成孔徑雷達衛星的設計中都會變成影響使用的關鍵因素。任何一項關鍵參數的影響,都需要從理論分析、仿真乃至通過大型試驗進行充分驗證。論證方案、技術、材料、工藝等等,對研制人員來說都是全新的概念,一切都得付出加倍的心血,投入更多的精力。 在先期預研攻關階段,為了驗證高軌成像的機理和工程可實現性,從2014年起,團隊陸續開展了大量地面試驗。 在某次成像試驗中,天氣異常寒冷,開闊的試驗場地上寒風凜冽、滴水成冰,試驗在冰天雪地的戶外從早到晚持續進行著。試驗場沒有照明設施,一片漆黑。試驗人員只能手提移動燈具,身穿厚重的羽絨服,頭戴厚帽子來抵御嚴寒。即使這樣,試驗人員的手也不一會兒就凍僵了。就這樣持續了一個多月,終于圓滿完成了試驗,獲得了系統設計和工程研制急需的大量試驗數據。 另外一項試驗過程也很艱辛。當時,西安分院的試驗人員在試驗基地中兩個集裝箱改造的房子里一干就是8個月。在試驗之初,試驗人員經受了較大挫折,但他們從不沮喪,改進好了試驗狀態繼續試驗,其間還遇到了數不清的困難與問題。就這樣日復一日,失敗,改進,失敗,再改進,直至成功!終于取得了預期的試驗結果,為接下來的工程實施進一步夯實了技術基礎。 進入工程研制階段,由于衛星采用了大功率容量的空間電纜、部件,以及大功率、高效率的空間固態功率放大器產品,由此帶來的微放電等空間環境下的大功率微波特殊效應問題,便成為衛星有效載荷研制過程中一道道棘手的屏障。可以說,微放電是危害衛星有效載荷系統的“定時炸彈”。為了“拆彈”,研制團隊又開展了大功率電纜等部件的功率耐受抗微放電試驗。 在五院雄厚的技術實力支撐下,“攔路虎”擺在面前,研制團隊沒有退縮,與困難展開了一場場艱苦卓絕的戰斗。 研制團隊從2015年到2022年,整整8年,歷經近百次試驗與改進。尤其是2018年正式立項到2022年近4年的時間里,研制團隊平均每半個月就要經歷一次試驗挑戰。就這樣周而復始,試驗了90多次,經歷了多次挫折和重新開始。設計師們坦言,每次挫折都是異常煎熬的。 但研制團隊卻始終相信問題一定能解決,振作精神又重新開始下一次的戰斗,終于在第93次試驗中解決了微放電問題,吹響了勝利的號角。西安分院資深微放電試驗專家兼該衛星大功率測試負責人說:“從事空間產品大功率試驗幾十年,從來沒有遇到過在一項試驗中受挫、改進近百次的情況,可見超大功率星載產品的研制是多么難啊!” 高水平項目的成功,離不開團隊的力量。 SAR載荷主任設計師帶領的雷達載荷總體設計師研制團隊,十余年如一日,在西安分院有效載荷系統創新中心和微波遙感與空間安全技術研究所的大力支持下,從理論分析、地面試驗、仿真到系統設計,不斷創新并付諸工程實踐,汗水澆灌的高軌合成孔徑雷達之花才得以燦爛開放。 數傳分系統研制團隊經過不斷攻關摸索,實現了根據用戶需求進行自主跟蹤和程控跟蹤的使用方式,有效保證了高速傳輸鏈路的可靠性,為未來地球同步軌道高速數傳技術奠定了堅實的基礎。 抗擊微放電“攔路虎”過程中,國家級重點實驗室和空間電子產品制造中心的同志們開展了大量仿真以及近百次測試工作,研制團隊齊心協力解決了微放電難題,讓衛星不帶任何隱患上天。 回顧研制歷程,西安分院陸地探測四號01星研制隊伍走過了一段常人難以想象的艱難、坎坷歷程。但也是這段艱難的歲月鑄就了一支甘于犧牲、無私奉獻、頑強拼搏、勇攀科技高峰的有效載荷研制國家隊,更成就了今日陸地探測四號01星星耀太空的光芒。 征程萬里風正勁,重任千鈞再出發。后續,西安分院陸地探測四號01星研制團隊將持續致力于高軌微波成像技術提升,為中國防災減災工作貢獻航天力量。