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无线电

“天舟一号”太空舞芭蕾 电波卫士地面忙护航

本报记者刘静

4月20日19点41分,伴随着隆隆的轰鸣声和耀眼的火光,在海南文昌的上空,“长征七号”火箭托举着“天舟一号”货运飞船腾空而起,奔向太空,开始了为期5个多月的太空飞行。这是“天舟一号”与“天宫二号”进行的首次自动交会对接,也是我国自主研制的货运飞船与空间实验室的首次交会对接,更是我国航天历史上第一次实施货运飞船与空间实验室三次交会对接。

转体180度,绕飞,再转体180度,所有人的目光都被“天舟一号”和“天宫二号”在太空中表演的各式高难度“芭蕾”所吸引,人人都在赞叹“零窗口”发射背后的精准控制。鲜有人知道,在这场科技盛举的背后,海南的电波卫士们全力以赴、几乎不眠不休,只为了保证文昌发射场在19点41分这个发射时间分秒不差地将火箭点火升空。

充分准备 保证战前决胜

“每次航天发射都有一些技术设备创新,每次航天发射都寄托着举国瞩目的希望,所用的无线电频率必须万无一失。想要万无一失,无线电安全保障的战前准备工作就至关重要。”海南省无管局局长、“天舟一号”飞行无线电安全保障指挥部总指挥黄家林告诉《中国电子报》记者。

根据保障工作方案的部署,在过去两次火箭发射的无线电安全保障经验之上,“天舟一号”飞行无线电安全保障指挥部下设的规划组、频率台站组、监测组、监督执法组和综合保障组从3月初便早早投入本次保障工作。

“这几年我们局里的工作人员其实都在做文昌及周边地区的电磁环境测试工作,地方上的干扰平时就排查的差不多了,再经过前两次的实战,对于当地的无线电电磁环境和频谱情况也基本摸清了。”海南省无管局副局长徐雅芳告诉记者。

但电波卫士们仍不敢掉以轻心。应文昌发射基地的要求,在3月初到4月18日期间,监测科的技术人员利用实时频谱仪、自动监测系统和全向监测天线,在文昌航天发射场开展了5次24小时不间断全方位电磁环境测试,并比对已有的频率台站数据库,对不明信号进行查找。

秉持着“军地联动、常态协同,固移结合、查测一体”的思路,统筹军地电磁频谱管理力量,海南省无管局依托军地检测装备,军地协同一起通过电磁环境测试、用频台站检测和电磁兼容分析相结合的方式,对发射场周边重点用频台站实施了频谱参数检测。

“在这几次的电磁环境测试中,我们获取了大量频谱数据,更好地掌握了场区电磁环境情况,为测控系统用频安全分析提供了技术依据,以确保各系统无线电设备工作稳定可靠、发射无线电使用安全。”徐雅芳说。

3月29日,海南省无管局又对发射场及其周边的6个固定监测站和重点区域进行了巡检,全面细致的检查了监测设备运行、室外天线外观、监测机房环境等情况,及时发现并排除了潜在的无线电干扰和安全隐患。

4月17日,海南省无管局27人、移动指挥车1辆、移动监测车6辆、各类监测设备11台套基本在文昌集结到位,提前展开保护性监测工作。4月19日,在海南省无线电监督管理局牵头下联合军队、公安、广电、民航,以及文昌市政府相关部门等成立的无线电管制协调机构,也在文昌会师,开始对管制对象采取无线电管制措施,要求影响航天发射的相关无线电台站关机停止使用。一切准备就绪,只待4月20日航天发射的到来。

装备升级 全力以赴保障

记者了解到,在本次的保障中,海南省无管局共分成4个固定监测组和3个移动监测组,对发射场内外区域进行全天候保护性监测。

在发射场外围,由大型移动指挥车做为指挥中心,两辆移动监测车分别进行机动监测,另在龙楼镇和铜鼓岭分别设两个固定监测点,负责外围的电磁环境背景测试、保护性监测、干扰查处、监督检查,并在必要时对无人机实施管制。在发射场内,则设一辆移动监测车和一个固定监测点,负责进行场内的电磁环境背景测试、保护性监测和干扰查处。

“1号车到位,请指示。”“2号车到位,请指示。”……

4月20日一早,大型移动指挥车上的通讯系统中便传来各监测组的到位汇报。黄家林亲自坐镇指挥,开始实战前最后两次侧向交会定位的模拟演练。随着黄家林的指挥,三辆移动监控车分别向不同的方向开动,三辆车上专用信号分析系统反馈的实时测向结果通过无线路由在指挥车上显示出来,由指挥车统一控制操作,根据三辆车的测向线和场强的显示,协同定位查找出干扰源所在地。

“以前我们都是用单车查找干扰源,效率低,也无法与其他车一起协同工作。这次在指挥车统一的指挥和操作下,显然查找干扰源的速度和效率提高了很多。”海南省无管局执法科科长张少云向记者解释道。

为了更好的执行无线电安全保障任务,海南省无管局装备升级,第一次将大型移动指挥车应用于实战。指挥车的投入使用,使得海南省无管局实现了真正意义上的统一指挥调度和联网监测,加强了各移动监测车和监测点之间的协同作战能力。

另外,值得一提的是,在本次的保障任务中,海南省无管局还首次采用了另一款性能指标更好的专用信号分析系统。“一是我们想用两套系统来提高此次保障的安全系数,二是在两套系统的数据比对后,我们能够判断哪个系统性能更好,为以后的设备选型提供技术参考。”为了进行信号分析系统的比对,连续两晚熬夜奋战到凌晨3点的海南省无管局监测科科长冯业文告诉记者。

20日晚19点31分,火箭发射进入倒计时10分钟,在各监测点和监测车上,所有技术人员都高度紧张地盯着电脑屏幕,随时用对讲机向指挥中心和航天发射基地指挥中心汇报频率情况,做好了一旦出现紧急情况立刻采取措施的准备。

20分钟后,当对讲机里传来航天发射基地指挥中心“一切正常,没有出现干扰”的消息,大家才终于松了一口气。随着“天舟一号”的成功发射,海南省无管局承担的“天舟一号”飞行无线电安全保障任务也划上了圆满的句号,实现了“零干扰、零投诉”的预期保障目标。

电波卫士 不留名的幕后英雄

这是文昌航天发射场启用以来进行的第三次火箭发射,也是冯业文第三次参与火箭发射的无线电安全保障任务。他还记得首次到文昌执行任务时按耐不住的那种紧张和兴奋。

“虽然在火箭发射的时候,大家看到的新闻和讨论的话题都是航天科技人员的创新和突破,没人知道我们无线电保障人员在幕后做的保障工作,但能够参与进来,看到火箭安全、顺利地升起,我还是打心眼里觉得自豪。”冯业文向《中国电子报》记者回忆道。

实际上,无线电安全对于火箭发射、卫星测控来说极为重要。以本次的“天舟一号” 货运飞船为例,位于地面的科技人员靠的就是发送无线电信号来指挥控制,指挥火箭分离,多次调整“天舟一号”变轨后,才在22日10时02分转入自助控制状态,向“天宫二号”空间实验室逐步靠近。

在这种情况下,无线电信号可谓是“生命线”和“眼睛”一般的存在。一旦无线电信号受到干扰,火箭和货运飞船就会像瞎了眼睛,找不到方向,甚至可能直接导致发射失败。

尤其是,与2016年的“长征七号”和“长征五号”两次首飞相比,这次的发射任务是首次采用“零窗口”发射模式,需要在预先计算好的发射时间分秒不差地将火箭点火升空。这对火箭、航天器相关用频设备正常使用及通信信号畅通有着近乎苛刻的要求,对无线电安全保障要求更高。

当晚9点,当围观火箭升空的人潮已经散去,当热烈的欢呼声只剩下寂寥,位于铜鼓岭的一组无线电监测人员和位于发射场区内的两组无线电监测人员仍留守在原地,继续保障着正在飞行中的火箭和发射场内正在运转的设备,确保火箭发射后进入正确的轨道。

黄家林向记者指出,随着文昌发射基地未来航天发射进入常态化,无线电安全保障的任务还会更艰巨。“海南省委省政府高度重视航天发射安全保障工作,2016年1月批准增设文昌无线电监督管理站,做为常年保障航天发射的基地。目前监管站已在建设中,并规划了设备完善的指挥中心,进一步提升我们无线电安全保障的能力和技术水平。”

责任编辑:刘静


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