“天宮一號”的云端科技

王令朝

2011年9月29日21時(shí)16分3秒，“天宮一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，這意味著我國載人航天工程在從“神舟一號”到“天宮一號”的短短１２年時(shí)間內(nèi)，又一次實(shí)現(xiàn)了新的突破性戰(zhàn)略跨越。那么，這個(gè)充滿神話色彩名字的我國首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號”，在它的背后究竟有著怎樣鮮為人知的技術(shù)秘密呢？

一雙天地遙控的無形之手

專家指出，一艘合格的航天飛船至少要具備艙段連接和分離、調(diào)姿和制動、升力控制、防熱和回收著陸等5項(xiàng)技術(shù)，才能完成其最基本的飛行任務(wù)，“天宮一號”空間實(shí)驗(yàn)室則更要擔(dān)負(fù)與后續(xù)發(fā)射“神舟八號”無人飛船自動對接的試驗(yàn)任務(wù)，這種無人交會自動對接也是空間站最基本、最關(guān)鍵、最復(fù)雜的技術(shù)要求。然而，人們在地面上究竟如何才能實(shí)施對“天宮一號”進(jìn)行一系列精準(zhǔn)、復(fù)雜的控制操縱呢？答案只有一個(gè)，那就是依靠無線電波的宇宙通信。也就是說，人們通過無線電波信號的這雙無形之手，把控制操縱“天宮一號”與“神舟八號”無人飛船自動對接的所有指令精準(zhǔn)地發(fā)送給它們，以最終完成無人自動對接。

然而，這種宇宙通信與我們平時(shí)使用的諸如手機(jī)等無線通信卻有所不同。這是因?yàn)闊o線電波信號從地球發(fā)射到諸如“天宮一號”“神舟八號”等太空探測器，對方能夠接收到的功率僅僅為發(fā)射功率的2000萬分之一，它微弱到只相當(dāng)于一片雪花落到地面上的能量，甚至連一個(gè)耗電極小的發(fā)光指示燈也點(diǎn)不亮。為此，中國電信人在我國航天工程起步階段就開始一路“攻城拔寨”，定位、放大、中繼、轉(zhuǎn)發(fā)、接收、抗干擾……攻克了宇宙通信一系列關(guān)鍵技術(shù)。

據(jù)有關(guān)部門透露，自2008年開始，我國就開始著手制定“天宮一號”的宇宙通信系統(tǒng)方案，其中包括涉及VHF波段、S波段、Ka波段的使用頻率、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容，并按照《國際無線電規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定，向國際電聯(lián)申報(bào)和確認(rèn)“天宮一號”“神舟八號”衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，與此同時(shí)，國家無線電管理局還先后與美國、俄羅斯、韓國、新加坡、日本等國家開展一系列有關(guān)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)工作，為“天宮一號”空間站通信聯(lián)絡(luò)暢通“保駕護(hù)航”，并用無線電波這雙無形之手實(shí)現(xiàn)“天宮一號”與“神舟八號”天地遙控自動“握手”。

小東西彰顯高科技

“天宮一號”從發(fā)射、入軌直至運(yùn)行都將經(jīng)受極其嚴(yán)酷、惡劣的空間環(huán)境影響，不言而喻，哪怕是任何一個(gè)細(xì)小的部件或環(huán)節(jié)發(fā)生故障或損毀，都會給“天宮一號”帶來災(zāi)難性的打擊。平時(shí)貌似不起眼的小東西，在“天宮一號”上卻成了高科技的代名詞。

也許你想不到，一種幾乎覆蓋“天宮一號”全身、能承受近200℃溫差的特殊潤滑材料成了確保太陽帆板機(jī)構(gòu)順利打開和保持在軌正常運(yùn)行的“護(hù)身符”，也是精確實(shí)施慣性制導(dǎo)及空中姿態(tài)控制不可缺少的“調(diào)節(jié)劑”；這種使科技人員使盡渾身解數(shù)研制出的黏合劑奇妙無比，它不僅能耐高溫、低溫、韌性高、固化快和壽命長，而且能將任何兩種分離材料牢牢連在一起；一種鋁鋰合金新材料居然使“天宮一號”艙段“瘦身”減重10%；即使是火箭外殼涂層和“中國航天”4個(gè)藍(lán)色大字的涂料配方也是歷經(jīng)“千錘百煉”而成的……難怪乎，中國航天人無不自傲地說，“天宮一號”從里到外無不一處透露出高新尖端科技的氣息。

開啟“云端科技”的序幕

“天宮一號”的升空，標(biāo)志著我國將成為繼美國、俄羅斯之后第三個(gè)掌握航天器對接技術(shù)的國家，向全世界展示了我國科技躍升創(chuàng)新、步入“云端科技”的能力。中共政治局九位常委破天荒地全體出動觀看發(fā)射情況以及軍方高度深入?yún)⑴c的消息，一時(shí)間更是引發(fā)了全球新聞界競相評論的熱潮，這其中究竟隱含著什么樣的玄機(jī)？

資料顯示，天宮一號是在距離地球上空幾百多公里的軌道上運(yùn)行，它的變軌技術(shù)可以使其提高運(yùn)行壽命并安全返回，這種“云端科技”可謂與軍事技術(shù)密切相關(guān)。正如加拿大一家媒體在“天宮一號”成功發(fā)射后指出：“天宮一號”實(shí)際上就是一架太空戰(zhàn)斗機(jī)，一旦它裝載的是核彈頭，便能在全球內(nèi)實(shí)施準(zhǔn)確無誤的核打擊……難怪乎，包括美國等國家在“天宮一號”項(xiàng)目一開始就密切監(jiān)控動向，發(fā)射成功后，各國媒體又如時(shí)下流行的一句網(wǎng)絡(luò)語“羨慕嫉妒恨！”那般眾說紛紜。然而，這一切都無法詆毀和改變我國航天技術(shù)進(jìn)步的成就。