“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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【【国庆我在岗】坚守,是对祖国最长情的告白!】国庆小长假来临,有人选择外出旅游,有人选择了回家探亲,更多的人响应疫情防控号召就地过节。他们中有为了城市建设挥洒汗水的地铁建设者,有为了安全运送旅客的交通人,有为了万家灯火的电力工作者,更有守护人民安全的警察……正是因为有了他们的坚守,让大家无论在异地还是家乡都过的温馨而舒适!

  数千名地铁建设者坚守一线

  国庆期间,在天津地铁建设现场,仍有数千名建设者依然坚守岗位,为了地铁早日通车,方便市民出行。

在天津地铁10号线南珠桥站的建设现场,记者了解到,目前该车站封顶后,现场200余名施工人员正在紧张进行车站附属结构以及站内二次砌筑施工,确保各建设节点顺利实现。

  “为了保证工期,目前我们全面组织交叉作业,车站的机电、通风,以及供电、信号、弱电等十几个作业工种已经全面进场,有序同时进行中。”天津地铁集团第二项目管理部生产管理工程师王瑞丰表示。

  记者了解到,地铁10号线南珠桥站位于河西区白云山路与珠江道交叉口附近,为地下两层岛式车站,车站长518m,标准段宽22.7m,在大里程端头与8号线L型换乘,换乘节点处为地下三层,开挖深度28m,总建筑面积28927平米,共设置3个出入口及3组风亭。

  “南珠桥站施工基坑距离南珠桥仅3米,为了避免施工对主干道的干扰,我们施工基坑的支护形式采取了5道混凝土支撑、3道钢支撑以及1道斜抛支撑。同时,该站距离居民区较近,我们将施工噪音较大的工序安排到早上8点至晚上10点之间,尽量减少对居民的影响。”王瑞丰表示,国庆期间,一线工人依然坚守岗位,全面按照已制定的年度节点目标,争取年内实现房间砌筑、楼梯的施工,设备安装完成50%,同时,年内完成春海路站到南都桥站的区间洞通、轨通。

  来自承德的聂明洋今年国庆依然坚守在施工一线。“因为地铁建设工期紧,任务重,我们选择坚守在这里。中秋节项目部就给我们发了月饼,国庆节又组织大家一起吃饭,虽然在异地也觉得温暖。”聂明洋表示,等到10号线通车的时候,一定带着孩子来天津坐坐,让孩子也感受一下建设者的自豪。

地铁10号线一期工程,由于台站-屿东城站,途经西青区、河西区、东丽区、河东区4个行政区段。线路总长21.181km,全线共设车站21座。截至目前,车站主体完成 99.2%,区间完成98%,铺轨完成61%,设备安装完成 48%,装修完成28%,车站附属完成67%。

  记者了解到,这个国庆,天津地铁4号线、6号线、7号线、8号线、10号线、11号线都在加紧建设,数千名建设者坚守在一线,他们为了天津地铁早日通车贡献着自己的力量。

  公交驾驶员连续14个国庆节坚守岗位

  “今天是你的生日,我的祖国……”国庆节当天,游人如织,到处都洋溢着浓厚的节日氛围。对于812路公交车驾驶员张国庆而言,这个国庆节与平时没什么不同,仍是手握方向盘,驾车穿梭大街小巷,护送乘客安全出行。到今年,他已连续14年在国庆节期间坚守在岗位上。

今年52岁的张国庆师傅是市公交集团第一客运有限公司万科车队812路的一名驾驶员。由于出生日恰逢国庆节当天,身为老党员的奶奶给他取名“国庆”,“每到国庆节,都会想起第一年参加工作时,奶奶对我的叮嘱,他告诉我,取名‘国庆’的寓意就是希望我更好地为人民服务。每年的今天,我都在岗位上践行着老人的心愿。”他告诉记者。

  14时整,张国庆像平日一样提前一小时到达812路天津职业大学公交站,做着发车前的例保检查,轮胎、仪表盘、刹车、灯光……在所有设备确保无恙后,又开始做车辆清洁和消毒工作。14点50分,张国庆准时驾驶车辆出站,812路公交车从天津职业大学站到城际美景东门站,途经30个站点,张国庆每天在这条熟悉的道路上迎来送往,默默为大家的出行服务着。“老人家慢点儿,不急”、“戴好口罩”、“大爷为了保护自己和家人,您到社区打个疫苗,这样您坐公交车也能让家里人放心。” 验码、测温、提示接种疫苗,张国庆一丝不苟。每到一站,张国庆就提醒乘客注意安全,待上车的乘客坐稳了才发车。一路上,有不少乘客向他询问公交线路及换乘方式,他对这些线路烂熟于心,“脑海里必须有公交路线图,人家问,我得能答上来。”张国庆说。

趁着还有一点休息时间,张国庆提着一桶水,开始擦起了自己的“老伙计”。他说:“其实能在国庆节这一天过生日真的很幸运,因为很多人都会记得这个特殊的日子。每年十一,亲戚朋友,同事都给我发来微信,祝我生日快乐,让我吃好点,喝好点,我很开心。希望在今后的每一天当中,开好每一班车,把乘客安安全全的送到目的地,在今天这个日子,我祝我的祖国母亲生日快乐。”

  交警值守景点、高速公路 保市民出行顺畅

  国庆节假期首日,繁华商圈、重要景点、高速公路上,交警辛勤值守的身影随处可见,他们放弃了休假、放弃了与家人的团聚,依然坚守在自己的岗位上,保障市民出行平安、顺畅。

国庆假期的第一天,虽然清晨的风带着阵阵凉意,但高速公路一支队津蓟大队现勤警长付群凯6时30分时,就已经开始驾驶警车在津蓟高速公路宝坻收费站到蓟州收费站间不停歇来回巡查,方便及时处置突发警情,并为遇到车辆故障等意外情况的驾驶人提供帮助。

8时许,虽然到五大道游览的游人并不多,但交警和平支队贵州路大队五大道景区警长张洋已经早早来到岗位上开展疏导工作,等待即将到来的人流、车流高峰。12时许,随着前来游览的游人越来越多,民园周边道路出现缓行。张洋立即组织周边值勤警力,对过往车辆和行人进行疏导。在大家的共同努力下,民园周边道路通行秩序很快恢复正常。

“您好,麻烦您从里面走,避免被车碰到!”在交警和平支队泰安道大队和平路警区副警长李金龙的提示下,原本走在隔离护栏外的行人,快步走入护栏内,避免与机动车产生交叉影响。10时30分,随着越来越多的游客前往位于赤峰道的瓷房子参观,李金龙来到和平路赤峰道交口,疏导车辆由和平路分流,从而减少进入景点门前道路的车辆,保障游客出行平安。

  这个国庆,正是因为有数千名交警坚守一线,才换来大家的平安出行!

  客流已恢复2019年同期七成 天津航空做好客流保障

  据了解,今年国庆期间三亚、成都、新疆北疆及云南旅游热度仍在延续,随着疫情渐趋稳定,大城市向中小城市的积压返乡潮也将持续释放,预估国庆期间天航日均航班量将达到265班,恢复至2019年同期七成左右。

张轶杰是天津航空地面保障中心商务代表,对于入职公司3年的张轶杰来说,今年已经是他坚守岗位没有回家过节的第三个国庆了。他说:“每年国庆节,都是出行小高峰,每天关于出票的、值机的、托运行李的、丢失登机牌的,各种各样的问题屡见不鲜,对于我们来说可能很平常,但是对于即将乘机出行的旅客,是很紧张焦虑的,我们只能以心换心,站在旅客的角度上思考问题,竭尽全力帮旅客解决问题,看着旅客满意离开,就是我们最大的成就感。”

  帮旅客提拿行李、协助特殊旅客出行、给旅客扫码、手部消毒,停机坪安全检查,售票柜台、值机区域、登机口和机坪,到处都有他忙碌的身影。他坚持用一件件小事无微不至的关怀旅客,用高品质的服务满足旅客出行需求。

  天津电力无人机自主巡检护航山区线路安全

  “无人机准备完毕,可以起飞。”10月1日,在天津蓟州盘山附近110千伏阳某线路上方,国网天津蓟州公司输电运检班赵建昊操作一架的无人机起飞后,无人机开始按照既定航线,随着线路走向开始自主巡检。

近年来,随着山区旅游发展,蓟州北部山区的用电量5年来增长了近2倍。今年国庆假期,蓟州盘山、梨木台等山区景点,游客众多,山区线路负荷增长很大。国庆假期第一天,赵建昊和同事跟着班长王津武对山区输电线路开展无人机自主巡检。输电线路无人机自主巡检改变了以往的人工爬山巡线,开启了主网智慧巡视新征程,为山区经济发展,实现乡村振兴提供坚实的电力保障。

  “蓟州北部山区有大大小小2000多家农家院,一到节假日就爆满,负荷增长特别大。为了减小输电距离,我们有很多线路就建在半山腰或山顶上,车辆无法到达,运行维护难度大、风险高。”赵建昊说。

  无人机自主巡检整个过程包括线路选取、坐标采集及矫正、云图绘制、无人机自主巡检、数据分析五部分,自主巡检过程中无人机会在铁塔上方4个不同角度进行拍照,通过对所拍照片的分析比对,筛查出设备本体存在的缺陷情况。

“线路巡视完毕,开始返航。”经过半个小时的自主巡检,无人机开始返航,虽然是自主飞行,不需要人工操作,赵建昊还是紧盯着屏幕,时不时抬头看看飞机。这条线路巡视完毕,按照以前人工爬山巡视大概需要半天的时间,大部分时间都花在爬山上了,现在有了无人机这个好帮手,能够在地面全方位、多角度的对线路进行查验,优化了线路巡视效果,提高了线路巡视效率。https://t.cn/A6MMw7DB


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