中国电科：全面保障天问二号探索之旅

  5月29日凌晨，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。在本次任务中，中国电科配备测控通信、太阳电池阵、核心元器件等系列产品，全面保障天问二号的探索之旅。

  在行星探测“旅途”中，天问二号探测器需脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间进行探测。本次探测任务的一个目标所在轨道与太阳间距达3.74亿公里，较传统绕地球卫星与太阳之间的距离更远，进而使探测器接收到的太阳光光强和运行环境的温度均明显低于传统卫星。“也就是说，天问二号探测器的运行轨道环境处于‘低温低光强’的状态，这对于受光强和温度影响极大的太阳电池阵提出了更高要求。”面对上述轨道环境，中国电科蓝天科技股份有限公司项目负责人于辉率领团队全面评估太阳电池阵设计过程中可能遇到的问题，从单体电池研发、低温低光强环境电池性能测试和低温辐照加固三个方面进行创新研究，研制出国内首款新型低温低光强太阳电池，将光电转换效率由29.5%提高至34%，同等面积下功率提升15%。同时，创新设计扇形柔性太阳电池阵，兼具高收纳比、长寿命、高可靠、轻量化等特点。

  一直以来，距离远、信号弱、延时大、频段高，是深空探测任务面临的严峻挑战。为给天问二号探测器提供遥控上注、遥测接收、高精度导航、高速数据接收等通信支撑，中国电科网络通信研究院研制的喀什4×35米深空天线组阵系统、阿根廷35米深空站等国内外深空探测设备，将参与发射、绕飞、着陆和返回等各个阶段。

  中国电科网络通信研究院专家高延生介绍，他们采用全新的层次化软件监控架构，实现了“有人值守，无人操作”的运行模式。同时，系统配备健康管理设备，具备状态实时监测、故障诊断的能力，大大提高了设备的可靠性。“海外建探测站，好处是可以极大增加探测器的地面可视范围，但是还需考虑数据回传、远程监控等行业难题。”针对这一情况，高延生与同事们采用最新通信加速软件和“平台+插件式”软件架构，既保证了遥测、数传数据的快速传输，又能实现“国内登录、国内控制、自动运行”的任务方式。

  天问一号伴飞火星4个月，而天问二号将伴飞小行星约7个月。更长的伴飞时间，对测控设备的稳定性提出了更高要求，即“要保证能实时接收到数据，且信号、指令得以向上发送，数据得以向下传输”。作为佳木斯66米深空测控站的总体单位，中国电科10所专家卢欧欣带领团队对测控站进行了研发升级，全力保障探测任务完成。

  “佳木斯66米深空测控站作为主力测控站点，在其他陆海测控站的配合下，发挥超强‘听诊器’‘遥控器’等作用，让航天器完成姿态调整、轨道修正、点火制动等动作。”卢欧欣说，为进一步提高测控站的通信性能，深空测控团队采用了66米口径的巨型抛物面天线和多项关键技术，不仅让天线增益高，而且指得准。

  此外，本次任务操作还涉及降落、取样、返回等环节，对地面通信系统的要求同样很高。

  “当天问二号探测器运行至任务后期，距离地球远从而信号弱，数据传输速率远低于天问一号探测器着陆火星后直接对地通信数据速率，这对地面信号接收能力也提出了更高要求。”卢欧欣介绍，团队成员在运用先进处理技术对信号进行相位跟踪和相关解调的同时，还采用不同于以往任务的测距体制，充分利用信号功率降低距离捕获时间，从而完美契合本次任务需求。

  （本报记者 崔兴毅）