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        ?70米天線巨陣 傾聽探火“天問”

        2020-04-27 04:24:22大公報
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        圖:中國科學院國家天文臺70米天線反射體吊裝成功合影\受訪者供圖

        2020年將實施的中國首次火星探測任務近日獲名“天問一號”,為實現探火工程來自4億公里距離之遙微弱信號的數據接收,日前,由中國科學院國家天文臺承建的探火工程地面應用系統,在天津成功實施完成70米天線反射體巨陣的整體吊裝。專家表示,70米天線今年10月能完全具備火星探測的數據接收能力,預計該項目建成后將成為亞洲最大的單口徑全可動天線,為中國深空探測提供堅實基礎。\大公報記者 張聰天津報道

        經過一個多小時,反射體整體吊裝成功完成。根據計劃,2020年中國將實施首次火星探測任務,目標是通過一次發射任務,實現火星環繞和著陸巡視,開展火星全球性和綜合性探測,并對火星表面重點地區進行巡視勘查。相比于探月工程最長40萬公里的數據信號接收距離,我國首次火星探測工程最遠將接收來自4億公里外的數據信號,距離增加1000倍,也給數據接收工作帶來了嚴峻的挑戰。

        最遠距需四天線“合璧”

        中科院國家天文臺副臺長、中國首次火星探測工程副總設計師兼地面應用系統總指揮李春來介紹,新建的70米天線為輪軌式全可動卡塞格倫天線,工作頻段為S、X和Ku,總重約2700噸,高72米,主反射面直徑70米,由16圈共1328塊高精度的實面板組成,面積相當于9個籃球場大小。它于2018年10月開工建設,計劃2020年竣工驗收。建成后將成為亞洲最大的單口徑全可動天線,為我國深空探測提供堅實基礎。

        “從火星來的信號衰減非常厲害,沒有這個大口徑的天線,就不能完成數據接收的任務。”李春來告訴記者,在最遠的時候很可能得加上密云的50米天線和40米天線,昆明的40米天線,四個天線同時接收數據,然后合成,才能完成火星探測數據的接收任務。

        “我們這次在世界上采用了很多新的技術,比如說傘性結構支撐,把這么大的反射體撐起來,這個反射體重、大,光反射體就達450噸,我們采用整體吊裝的方式來進行。”中國電子科技集團39所副所長李紅衛透露,提高數據接收效率方面,采用主副反射面修正賦型技術和多頻段組合設計技術,在提高天線效率(X頻段10度仰角以上天線效率達到60%)同時降低了旁瓣電平,減少系統噪聲,提高了抗干擾能力。

        數據接收最快十月完備

        據悉,反射體的整體吊裝完成,意味著70米天線主題結構基本完成,后續將進一步完成外圍6圈剩余面板鋪設,以及伺服系統、饋源網絡和制冷接收機等設備安裝,還要進行一定時間的系統調試、校準和試運行,才能具備執行任務的能力。

        李春來透露,預計到2020年10月,70米大天線能完全具備火星探測的數據接收能力,為完成中國首次火星探測工程任務以及后續小行星、彗星等深空探測奠定堅實基礎。

        探火數據收發Q&A

        Q:為什么要建這個70米大天線?

        李春來:地火距離5600萬-4億公里,最遠距離約為地月距離的1000倍。增大地面接收天線的口徑是提高信號信噪比的基本途徑。

        Q:何時可以具備執行任務能力?

        李春來:整體吊裝完成意味著天線主題結構的基本完成,后續將進一步完成外圍6圈剩余面板的鋪設,以及伺服系統、饋源網絡和制冷接收機等設備的安裝,預計到10月能完全具備火星探測的數據接收能力。

        Q:大天線是否還能接收其他行星數據?

        李春來:可以,天線是通用設備,一個70米天線相當于3個40米天線。70米天線建成后將成為亞洲最大的單口徑全可動天線,為完成中國首次火星探測工程任務以及后續小行星、彗星等深空探測奠定堅實基礎。(大公報整理)

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