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【光明日报】草原深处,有一群宇宙观测者
来源:新闻中心
发布时间:2024年05月14日 编辑:新闻中心

  编者按:5月12日,《光明日报》刊发文章《草原深处,有一群宇宙观测者——记行星际闪烁监测仪天线项目团队》,讲述中国电科参与重大科学基础设施建设,支撑我国深空探测不断走向更深更远处的实践成果。

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  浩瀚宇宙深处,有一种神奇的现象叫作行星际闪烁。它是低频电磁波在行星际空间传播时,被太阳风散射形成的射电信号强度和相位的随机起伏。为了充分利用这一现象,为我国空间活动的安全和顺利进行提供重要保障,我国在国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”(子午工程二期)中重点增设了行星际闪烁监测仪(IPS)项目。IPS作为子午工程二期的标志性设备,犹如一只巨大的耳朵,倾听着宇宙的呢喃。

  中国电科网络通信研究院IPS天线团队作为IPS天线的承研单位,与中国科学院国家空间科学中心、中国科学院国家天文台等单位携手完成IPS天线设备建设任务,为我国步入世界空间天气领域先进国家再作贡献。

电气性能的“测算师”

  2021年的初夏,在研制现场的屋顶,一位青年眉头紧皱,汗水不停从脸颊流下,他的眼神坚定,紧盯着IPS馈源样机。

  周冲,IPS天线电气设计师,自加入IPS项目团队以来,便专注于攻关天线馈源的仿真计算与样机调试,主站天线共计近1800套馈源均是他的杰作。

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  “对IPS天线的核心部件——馈源来说,要求体积尺寸很小,在此之前国内没有类似技术,那时,我想的只有把自己能做的做到最好。”技术空白、寸步难行,这种压力很快成为推动他突破瓶颈的动力。想要达到馈源的高指标要求,理论与实践缺一不可,先在电脑上进行仿真计算,再根据数据制作样机,测试出结果,与仿真数据进行对比,寻找规律,如此反复,这便是周冲那段时间的日常。

  万事开头难,样机的首次测试结果和要求存在较大差距,如何缩小差距、满足要求以最终实现射电源信号的高灵敏度接收,便成为周冲不断挑战的难题。几个月的时间,几十次会议,几十种方案,无论刮风下雨还是烈日当头,周冲都在露天试验场对馈源逐次测试、调试。样机就像他的朋友,陪伴他度过了春夏秋冬。

  从方案设计、改进,线缆焊接到产品测试,师傅耿京朝都给予了周冲耐心指导。为了第一时间拿到精确数据,师徒二人常常吃住在工作岗位上,甚至通宵达旦。他们并肩作战,一起焊接线缆、调试设备、研究数据。“馈源的最终测试结果均优于预定的指标要求,达到了前所未有的高度,这大大帮助了IPS天线看得更清、瞄准太阳的视线更加精确。”师傅耿京朝说。

将理想变为现实的“建筑师”

  “有本书跟随了我8年,贯穿研制IPS天线结构的整个过程,这本被我翻烂了,我就自己又复印了一本。”IPS天线结构设计师武织才边说着,边从堆满书的书架上抽出这本书。

  IPS天线的结构设计要求高、难度大、涉及的技术跨领域,这在国内属于首创,没有前人的成果可借鉴参考,还要兼顾运用跨专业领域的知识,武织才只得尽可能利用搜集到的材料,埋头潜心设计,在他的办公桌和试验场一隅,完成了这件大事。

  创作过程是仿真加试验。按照常规的传统设计,第一次得到的主站天线重量达1100吨,为降低施工难度和成本,需要对结构进行深度优化设计。如何给天线减重,成了团队的首要难题。“我们多次开会讨论,决定更换天线结构的部分设计。我自己骑车去批发市场拉了好几种材料回来,一个个试,一定要想办法解决。”武织才说。

  在试验场,总能看到武织才与工人搭建场地,对多种设计方案不停地测试探索。不锈钢丝绳、冲孔板等,能想到的、能用上的方案都经他手完成了测试。数不清的测试结果,多少次的仿真计算,武织才一头扎进数据计算的世界,一心寻找最优方案。“那段时间,我经常在睡前用手机查找相关资料,好几次看着看着就睡着了。”功夫不负有心人,铝板网的发现无疑点亮了团队的希望,经过反复测试对比,武织才最终确定了天线结构设计方案,在成功将总重量降低至460吨的同时,创新了网状支撑的结构方式。

  “天线能否俯仰转动,帮助馈源精准指向目标方向,结构设计为其提供了保证,让IPS天线看得又远又准。”网通院IPS天线现场总指挥李建军说。

草原上的攀登者

  谈及草原,人们的脑海中或许会立刻浮现出那风吹草低、牛羊成群的壮美画卷。然而,在内蒙古锡林郭勒盟,IPS天线项目伺服设计师窦玉超眼前的,却是别样的风景。

  “指向精度测试开始!”

  窦玉超与同事胡金岭在现场,按照测试大纲对IPS主站三台天线的各项性能逐一进行测试。他们所在的位置海拔高度在1200米至1400米之间。冬长春短,气候条件恶劣,从11月到次年4月为漫长冬季,长时间大雪封路,人迹罕至;每年6级以上大风天气在80天以上,冬季大风时白毛风肆虐,春季大风时黄沙遮天蔽日。就在这样的天气状况下,窦玉超与团队按期完成了主站天线的调试工作。

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  “七上八下”是他们在调试作业现场最真实的状态。为了保证天线指向精度更加精确,窦玉超需要进入吊篮,被吊车缓缓吊至接近5层楼的高度。在空中调试的难度比在地面大得多,加之时而大风四起,这对窦玉超来说是前所未有的考验。

  首先他需要对天线的编码器和限位开关进行调试,紧接着下降到天线底部调试驱动机柜,一上一下为一次,如此循环往复近一小时。而这,仅仅是一台天线其中一段的调试时间。主站共有三台天线,每台天线根据馈源的数量被平均划分为三段,每次调试三台天线需要耗时36小时。

  “这样的调试进行了多少次,我已经数不过来了。”冰雹骤雨、黄沙漫天、白毛风肆虐的多变天气状况陪伴窦玉超度过了这里的春夏秋冬,同时,也见证着这位天线攀登者的收获。

草原上的守望者

  IPS天线项目经理曹雪刚,具有精湛的专业技术和丰富的工程经验,肩负着天线安装过程中质量、计划和安全等重任,他统筹协调IPS天线安装所需要的人力、物力、财力等各种资源。

  在漫长的8个多月安装周期中,曹雪刚几乎将家安在了这里。在这片土地上,他亲眼见证了天线从零到整的蝶变,也亲历了草原的四季变换。无论严寒酷暑,他都以雷打不动的作息保持着工作的常态化节奏。每晚六点半,他准时出席用户组织的每日例会,会后立即召集团队传达会议精神,安排次日计划,并带领技术团队攻克一道道工艺难题。

  在安装高峰期,上百人在现场忙碌,曹雪刚的身影活跃其中,他对每一个工作细节都了如指掌,对解决工作中的每一个困难都亲力亲为。为人随和,与工人亲如一家的他,在质量问题面前却毫不妥协,严格把控。当天线完工之日,望着振臂欢呼的工人,他隐没在人群一角。在曹雪刚的心中,IPS天线的建设过程一幕幕如电影般闪过,给他自己工作历程,又添上了浓墨重彩的一笔。

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