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從構想到現(xiàn)實 硬X射線調制望遠鏡衛(wèi)星研制實現(xiàn)工程與科學完美融合

時間:2017年06月15日 信息來源:中國科技網(wǎng)-科技日報 點擊:8741 字體:

作為我國首個空間X射線天文衛(wèi)星,硬X射線調制望遠鏡衛(wèi)星承載著我國高能物理學界與天文學界眾多科學家多年的夢想。

6月15日,該衛(wèi)星成功發(fā)射,不僅使我國在空間天文領域內擺脫觀測數(shù)據(jù)源受制于國外,難以率先獲得創(chuàng)新性成果的尷尬局面,也見證了承擔衛(wèi)星抓總研制任務的航天科技集團五院總體部,和承擔科學目標提出、有效載荷研制的中科院高能所兩支“國家隊”的精誠合作,樹立了工程與科學、工程與技術完美融合的典范。


趟出一條深度融合的新路

與以往五院承擔的其他衛(wèi)星型號相比,硬X射線調制望遠鏡衛(wèi)星最大特點在于其獨特的有效載荷。

從技術角度來看,該衛(wèi)星有效載荷工作在X射線頻段內,無論是工作原理、系統(tǒng)組成、性能指標、檢驗方法、衛(wèi)星平臺接口等,都與傳統(tǒng)衛(wèi)星研制有很大不同;從型號工作角度來看,有效載荷承擔單位不僅是航天系統(tǒng)以外的部門,而且是以高能物理研究為主要業(yè)務的基礎科學研究所,在工程經(jīng)驗、產(chǎn)品質量控制規(guī)范性、研制隊伍運作規(guī)范性上,與航天型號要求都有一定差距。特別是凝結了國內眾多科學家近20年心血才得以面世的有效載荷分系統(tǒng),在型號方案階段組織開展的風險識別專項工作中,赫然占全了“九新”(新技術,新材料,新工藝,新狀態(tài),新環(huán)境,新單位,新崗位,新人員,新設備),不僅在整星內獨一無二,在國內眾多在研衛(wèi)星中也非常少見。

這都給衛(wèi)星研制帶來了新挑戰(zhàn):對中科院高能所團隊來說,就像新手剛拿到駕照就要上高速跑長途,而且要求快速、安全、準時抵達,其壓力可想而知;對五院總體部而言,不僅新用戶、新單位、新人員是無法回避的風險源,而且航天型號的進度與經(jīng)費壓力也絕不能容忍高昂的試錯成本,何況還有大量的新技術、新工藝等問題亟待解決,各種困難實實在在。

“要站在國家和使命的角度幫助有效載荷上天。”五院王希季院士為打破困局指明了方向。從此,衛(wèi)星平臺和用戶載荷兩個研制單位緊緊地聯(lián)系在一起。

在衛(wèi)星研制中,五院總體部的技術人員數(shù)十次深入用戶部門,向科學家充分了解科學目標的深層內涵和任務要求,在實現(xiàn)工程與科學深度融合的基礎上,尋求技術上的解決之道。每一步工程進展、每一個技術問題突破、每一項用戶要求的滿足,都在航天人與科學家一道研究的基礎上實現(xiàn)。精誠的合作,最終保證了研制任務的順利推進。


展示我國空間科學領域新實力

面對全新科學領域,以及用戶的嚴苛要求,五院團隊以最大化實現(xiàn)科學目標和用戶要求為準則,瞄準國際一流破解衛(wèi)星工程關鍵技術,提出“以新制新”的技術構想,大膽采用新方法解決有效載荷提出的新問題。

研制工作開展以來,技術人員對衛(wèi)星的工作模式展開了深入論證,對研制難度較大的控制、測控、數(shù)傳、熱控等分系統(tǒng)技術方案進行了反復討論研究。為了解決望遠鏡內近乎“冰炭同爐”的熱設計挑戰(zhàn),熱控設計師們動用了包括深冷熱管在內的核心儲備技術;針對衛(wèi)星測控與數(shù)傳任務的特殊性,技術人員實現(xiàn)了全空間覆蓋、可見即可控可傳的測控與數(shù)傳方案。通過一系列攻關,簡化了衛(wèi)星設計,實現(xiàn)了有效載荷苛刻的技術要求,滿足了多種觀測模式需求,為獲取更多的科學數(shù)據(jù)提供了基礎保證。

同時,衛(wèi)星在設計技術、姿態(tài)控制、熱控、封裝工藝、試驗驗證等方面有多項技術添補了國內空白,促進了我國空間技術的創(chuàng)新發(fā)展。


用“航天標準”為科學產(chǎn)品貼上可靠標簽

硬X射線調制望遠鏡衛(wèi)星的有效載荷技術非常復雜,集成度也很高,任何一個點出現(xiàn)問題,都將給型號進度和衛(wèi)星質量帶來嚴重影響。

研制過程中,五院團隊充分借鑒航天成熟經(jīng)驗和相關規(guī)定,嚴格按照項目管理規(guī)范科學組織衛(wèi)星工程實施,同時結合項目特點,不斷創(chuàng)新管理理念,積極探索科學載荷研制管理規(guī)律和質量控制方法。

通過工程實踐的歷練,五院協(xié)助中科院培養(yǎng)了一支具有航天質量意識和業(yè)務素養(yǎng)的研制隊伍,為最終確保衛(wèi)星安全、可靠上天奠定了堅實的基礎。




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