“羲和”追日这些高科技将让它的“首拍”超精超稳

  作为中国卫星史上第一位太阳专属的“摄像师”,“羲和号”开创了多个“首次”。近期,“羲和号”将获得首批观测数据。研究团队将在对观测数据进行科学标定处理后,向国内外公布。

  效法羲和驭天马,志在长空牧群星。“羲和”是上古神话中的太阳女神与制定时历的女神。10月14日,以“羲和”命名的我国首颗太阳探测科学技术试验卫星在太原卫星发射中心成功发射,这标志着我国正式步入“探日”时代。作为中国卫星史上第一位太阳专属的“摄像师”,“羲和号”开创了多个“首次”。

  “羲和号”发射任务完成之后,南京大学研发团队即刻与卫星系统、测控系统和地面系统团队联合开展“羲和号”的在轨测试工作,近期将获得首批观测数据,在进行科学标定处理后,向国内外公布。

  首次开展

  太阳Hα波段光谱成像空间探测

  自上世纪60年代以来,世界各国已经先后发射了70多颗太阳探测卫星。例如,1990年发射、首次实现太阳极轨探测的“尤利西斯”号探测器;2018年发射、首次对太阳进行最近距离(9个太阳半径)抵近探测的“帕克”探测器;2020年发射、计划首次获取太阳极区图像并近距离探测太阳风等离子体、高能粒子的“太阳轨道飞行器”等。

  人类为何对太阳如此着迷?“羲和号”科学与应用系统总设计师、南京大学副教授李川告诉科技日报记者:“太阳是距离地球最近的恒星,是唯一可以实现高时空分辨率观测的恒星。它是我们了解宇宙的一个窗口,通过对它的观测和研究,可以了解一些基本的天体物理过程,比如磁场的产生和演化、粒子的加速和传播、天体爆发的物理机制等。其次,太阳爆发活动是灾害性空间天气的源头,观测和研究太阳,对灾害性空间天气的预警和预报有重大的应用价值。”

  那么,探测太阳的卫星与探测月球、火星的卫星又有何不同呢?李川介绍:“由于太阳的辐射非常强,在地球轨道处的辐射强度为每平方米1.36千瓦,因此‘羲和号’上的太阳空间望远镜首先需要考虑的是温度控制,要通过滤光镜仅让所需要的波段进入望远镜系统,再通过相关热控技术将望远镜系统控制在工作温度范围内;另外,还需要重点考虑杂散光抑制,通过涂层、光阑等方式将系统内的散射光降到最低。”

  Hα是研究太阳活动在光球和色球响应时最好的谱线之一,“羲和号”将在国际上首次实现对太阳Hα波段光谱成像的空间探测。“Hα线翼反映了太阳光球层信息,而线心则反映了色球层信息。一条谱线的光谱成像可获得光球和色球不同层次的信息,相当于给太阳做了一个纵切面的分析。”李川说。

  首次采用

  “动静隔离非接触”总体设计新方法

  中国航天科技集团八院相关负责人介绍,传统卫星采用平台舱和载荷舱固连的设计方法,因此平台舱活动部件的振动不可避免地会传递至载荷舱,造成载荷舱内望远镜观测质量的下降。

  此次“羲和号”卫星研制团队在国际上首次采用了“动静隔离非接触”总体设计新方法,将飞轮、太阳帆板等微振动源集中于平台舱,将太阳Hα光谱仪放置于载荷舱,并首次在轨应用磁浮控制技术和执行机构将平台舱与载荷舱进行物理隔离。

  “磁浮作动器”是磁浮控制重要的一环,也成为了“羲和号”载荷舱的“维稳担当”。中国航天科技集团八院相关负责人介绍,为了让磁浮作动器拥有高精度、大带宽、自身无干扰等能力,团队采用闭合磁路优化设计,成功实现了磁场高均匀性,达到了大带宽隔离平台舱挠性与微振动干扰的效果;通过低噪声、低纹波、高精度功放驱动电流精密控制,实现了超高精度驱动电流输出,控制精度较传统方式高出两个数量级,确保了太阳空间望远镜等载荷可获得超静、超稳的工作环境,极大拓展了望远镜等载荷的探测能力和适用范围。

  首次提出

  “载荷舱主动控制、平台舱从动控制”

  作为中国卫星史上第一位太阳专属“摄像师”,研究人员为“羲和号”的太阳Hα光谱仪设计了很多观测方式,有时需要对太阳进行平场定标,即需要控制卫星姿态依次指向太阳圆盘的9个不同区域;有时需要控制卫星姿态对太阳进行连续的摆扫观测;有时需要对卫星进行暗场定标,即控制卫星姿态指向空间特定区域。

  “平台舱好比是飞机,控制分系统就是驾驶员,需要保证飞机稳定运行在航线上,载荷则是乘客。”中国航天科技集团八院控制所“羲和号”卫星平台舱控制分系统行政指挥林荣峰打了个比方,尽管“乘客”很挑剔,但研发团队通过5种不同的指向模式设计,及时响应和切换,使平台舱可以轻松应对载荷的多种工作需求,保证对太阳的稳定连续观测。

  此外,“羲和号”的载荷舱和平台舱具备锁定和解锁两种状态。“当两舱锁定时,对平台舱的控制实际上就是对整星的控制。但一旦两舱解锁,情况就大不相同了。”中国航天科技集团八院控制所“羲和号”卫星平台舱控制分系统技术负责人聂章海说,“载荷舱与平台舱存在相对运动,平台舱必须实时跟踪载荷舱,但两舱间隙只有5毫米,平台舱在跟踪载荷舱运动时还要注意绝对不能让两舱之间发生碰撞。”

  如何实现两舱协同控制?无数次的攻关、测试后,“羲和号”在国际上首次提出了“载荷舱主动控制、平台舱从动控制”的新方法,解决了两舱姿态和位置动力学耦合问题,实时、动态地将姿态控制力和位置控制力分配至对应的大带宽超高精度磁浮作动器,实现了两舱的稳定控制。

  首次实现

  卫星大功率、高可靠、高效无线能源传输

  载荷舱和平台舱处于非接触状态,传统的供电方式无法满足能源传输需求。如何解决载荷舱的能源获取问题?又该怎样实现整星的能源分配?

  中国航天科技集团八院811所(以下简称811所)研制团队经过多番论证与比对,提出了磁感应耦合式无线能量传输技术,首次在卫星上实现大功率、高可靠、高效无线能源传输技术的应用。

  “从能量输入到能量输出,整个链路的综合转换效率达到80%以上,在磁场耦合部分,磁传输效率达95%以上,实现了高效低热耗的能量传输。该技术的应用,让星上无线能源传输技术得到了充分的验证,并为其他型号无线能源传输技术的应用奠定了基础。”811所“羲和号”无线传输子系统主任设计师张俊亭说。

  根据卫星在轨对能源不间断的需求、卫星工作状态及轨道光照等特点,811所研制人员对卫星电源系统的“大脑”电源控制器也进行了升级。

  811所“羲和号”电源子系统主任设计师周成召说:“团队将原来分散的能量收集、储存、控制与分配管理模式,升级为一体化的智能管理模式,解决了平台舱和载荷舱联合供电、分舱供电及太空中能源传输技术难题,在为载荷舱提供源源不断能量的同时,大大提升了在轨故障的处置及应变能力,为卫星在轨寿命提供了保证。”

  此外,卫星采用激光通信和微波通信两种“互为备份”的无线通信方式,在两舱之间架起5G高速通信通道,进一步提升了舱间通信的效率和可靠性。

  来源:科技日报

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百年强国路 有“声”有“色”忆往昔

从“半部电台”到“云监工”,中国红色电信事业从一部只能收报、不能发报的电台蹒跚起步,走过百年历程。从“数字福建”到数字中国,中国电信始终如一,持续优化云网架构、提升网络速度、完善保障体系、开发丰富应用、落实安全体制,开拓全新的数字化应用场景,打造了众多标杆产品和示范案例,满足人民群众对美好生活的需求。

在百年强国路展区,中国电信创造了有“声”有“色”的红色通信沉浸式体验。戴上VR眼镜,瞬间就能从人潮涌动的展会现场进入中共一大、二大、四大会址及上海电信博物馆等红色历史场景;戴上耳机,打开的则是中国电信与喜马拉雅合作搭建的有声图书馆,不少观众在这里驻足聆听红色故事,重温红色历史;触摸滑动历史“时间轴”,可以看到图文并茂的百年红色电信大事记。除了沉浸式的爱国教育,展台现场还设置了一座特殊的电话亭——为党打call亭,供观众以拍照留影的方式,给这场红色数字之旅留下纪念。

电信新征程 夯实数字化底座

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不仅有网络“硬实力”,中国电信还坚持网信安全发展,强化5G安全保障,自主研发了具有全网覆盖能力的“云堤”网络防护平台,正在加快打造量子密话、安全专线、安全管家等一系列安全产品和服务。智慧应急云大脑就是基于中国电信综合能力基础上打造的创新“黑科技”,实现应急云上数据汇聚、云上决策分析、云上调度指挥,编织出全方位、立体化的公共安全网,提升突发事件应对的综合能力。在安徽合肥创新建设国内首个基于物联网技术的综合性“城市生命线安全运行监测系统”,率先利用NB-IoT网络实时传输数据,及时发现火灾、塌陷、煤气泄漏等隐患并分析风险,进行预报预警,辅助决策和联动处置。自2016年启动一期建设试点以来,已成功预警燃气管网泄漏等各类突发险情6000多起,全市地下管网事故发生率下降60%、风险排查效率提高70%,成为城市安全运行的“拆弹专家”。目前,这一成果正在佛山、烟台、武汉等十余个城市推广应用,产生了巨大社会效益。

数字新治理 生活更有幸福感

在智慧城市发展和乡村数字化转型的过程中,处处都有中国电信的助力,为城市、社区、乡村插上数字化翅膀,让百姓的生活更有幸福感。

在数字城市建设方面,中国电信助力上海加速推进“一网通办”、“一网统管”建设,全面参与了市/区两级政务外网的全光网化升级改造,并组建上海电信数字政务服务中心,承担市级和11个区级政府的电子政务云平台建设和日常运营保障,配合上海市打造智慧城市,让城市治理像“绣花”一样精细。在智慧社区建设方面,以前靠社工、志愿者等人力巡逻发现的问题,现在可以依靠5G+AI的“街镇大脑”来实现,而深度整合社会及行业上下游信息及服务资源的“一站式居家养老服务体系”,则实现了对老年群体的有求必应。在数字乡村建设方面,中国电信积极履行央企责任,不仅如期完成脱贫攻坚任务,还通过建设完善农村地区信息通信基础设施,推进实施农村普遍信息服务。在河南信阳东岳村,中国电信打造“数字乡村智慧大屏”,利用智慧大屏、云广播、AI应用等功能,提升基层政府的乡村治理数字化能力。

数字新经济 转型升级有捷径

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以5G+工业互联网为例,中国电信打造的天翼云工业互联网平台,可以帮助企业实现数据的全面采集并持久化、全生产过程信息透明化、设备的故障诊断和故障预测、生产设备最优化运行、优化供应链配置、实现产品的持续跟踪服务等功能。此外,在电力产业,中国电信将5G应用于输电线巡检、电厂数据监控、配网纵差保护、配网动态感知和用电信息采集等场景中;在化工产业,中国电信落地5G定制网,帮助企业实现高能耗设备数字化管理、污染排放全流程监控、实时获取节能减排数据、安全管控关口前移等功能;在中国电信技术支持下,各大重要港口迎来自动化设备代替人工作业、数据驱动业务等重要进展;5G园区内,中国电信海量物联数据拉动云、数、智融合价值,不仅方便了园区管理者,还能帮助入驻企业降能增效;还有钢铁产业,通过新型智能化转型,实现了远程化无人化集中作业,生产效率大幅提高。

数字新生活,智慧体验新高度

从大会到社会,从大家到小家,基于5G+光网“三千兆”,中国电信不仅构建了高速、智能、泛在的应用生态圈,同时也推出了能够满足城市精细化管理、美丽家园、智慧家庭等需求的众多智能应用。

想要提升日常生活幸福感?中国电信全屋智能、FTTR全屋千兆、翼支付、5G视频彩铃等消费者业务在展台均有展示,引发了观众极大的体验热情;高颜值、高趣味性、高互动性的“5G新体验”,比如互动项目5G时间折叠,则吸引了大批观众排队“穿越”到未来城市、外星热带丛林,切身感受5G的高宽带、低时延特性;外表呆萌的5G机器人不仅能对展区进行巡检,甚至还有送外卖、对话等功能值得探索。

本届中国国际信息通信展上,中国电信通过一系新技术、新产品和新应用的展示充分彰显助力新治理、赋能新经济、服务新生活的科技硬实力与创新软实力。中国电信将传承红色电信精神,助力新时代网络强国、数字中国建设,与产业各界共同努力,从城市到农村,从工厂到商场,从社区到家庭,携手打造更多先进应用、智慧场景,以创新点亮数字化未来。https://t.cn/A6MtkEsz

#央企经济运行情况新闻发布会#【彭华岗:国企改革三年行动涌现大量先进模板】2021年上半年中央企业经济运行情况新闻发布会上,国务院国资委秘书长、新闻发言人彭华岗回答中央广播电视总台国广记者提问时介绍,国企改革三年行动涌现出了大量的先进改革样板。如中国一重@中国一重官微 ,改革过程中,领导班子下定决心啃下任期制契约化的硬骨头,解决了考核的刚性约束问题,有效激发了企业的活力,促进了经济指标的全面提升。近三年,中国一重的利润年均增长131%,这确确实实是改革的成果。

再如@中国一汽 ,近几年加大市场化改革力度,在“三能”的基础上再添“一能”,即干部能上能下、薪酬能高能低、员工能进能出、机构能增能减。改革从总部率先开始,分子公司跟进,共有2.8万人参加了竞聘,1700多人进入了人岗匹配中心,高级经理的调整率高达16.7%。一汽也因此获得关注,自主品牌红旗轿车销量大幅增长,从2017年的4000多辆增至去年高达20万辆,今年的目标是40万辆。正是因为改革取得了效果,带来了活力,才使得各方面技术创新、经营生产都得到了提高。


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