山东人助力造"探月之眼" 轨道误差不超头发1/5

2013-12-03 06:20   来源: 半岛网-半岛都市报 手机看新闻 半岛网 半岛都市报

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  野外作业增加工作难度

  由于该射电天文望远镜高精度轨道精度要求非常高,因此蓝鲸公司起初压力也非常大。据蓝鲸金属修复公司副总经理孙京钢介绍,由于轨道的重量和长度非常大,只能在野外进行作业,无法使用室内的工作平台进行调整。这无疑又给焊接工作增加了难度。

  “这项工作的精度要求是我们接受的任务中要求最高的。为了达到标准,我们采取了动态调整的方法,就是以第一段钢轨为基准,来调整其他的钢轨,不断地进行修正。”通过这样的手段,将每段的误差都控制到了0.01毫米以下。在焊接领域通常称0.01毫米为一丝,而蓝鲸公司就将焊接工作真正做到了“一丝不苟”。

  “我们光焊接工作就做了半个月,每完成一段焊接,我们的工人就采用靠模修研技术进行修平,全部采用人工的方式,每段焊缝的修研用两三个小时。”孙京钢告诉记者,焊接没有造成丝毫误差,曾有一批国外专家到现场参观后,怎么也不敢相信这么精密平整的轨道是焊接完成,都以为是整体锻造而成。

  冒着严寒焊接保证精度  此次焊接时间从2010年12月到2011年1月。冬季进行焊接操作,尤其是在户外,焊缝间很容易产生拉应力,从而导致焊接的断裂。那么蓝鲸金属修复公司为什么还是决定在冬季进行操作呢?

  原来由于热胀冷缩的原理,冬季完成的焊接轨道在夏季就会因为膨胀、变长,而产生压应力(指抵抗物体有压缩趋势的应力),因此公司才在冬季冒着严寒进行了工作。“天气非常冷,甚至下雨雪,为了不产生拉应力,我们使用了焊接应力驱使工艺,消除拉应力,保证工作质量。”孙京钢介绍,克服了精度和严寒问题后,焊接得以顺利进行下去。

  在距离完工仅剩一周时间时,表面硬件标准方面又出现了意想不到的情况。“由于我们之前是在室内做的实验,采用的是公司自己的材料和工艺,实验也取得了成功,后来放到室外实际操作,发现由于环境变化使得导热速度变快,再后来发现表面硬件标准与合同要求还有一定差距。”为此蓝鲸公司紧急召开会议,决定更换材料和工艺,重新进行表面焊接,重新焊接大概花费了两天时间,最终圆满解决了问题。

  孙京钢表示,该公司还会继续参与高精度轨道的维修,一旦有磨损或者开裂的情况将立刻赶到现场修理。“不过到现在为止,还没有发现任何问题。我们公司内部和国家权威机构的探伤检测都显示轨道完全符合标准。”虽然签署的合同上规定质保期为一年,“但只要一发现问题,我们都会无条件地去检查、维修,这也是为国家航天事业做贡献。 记者 单俊楠 实习生 吴心怡

  深空之眼五大看点

  1,工作任务更艰巨。除了为嫦娥“绕月”测轨外,“深空之眼”还需引导“三姑娘”落月、“玉兔”巡月。2,三维定位更准确,在“嫦娥”稳定着陆之后,“深空之眼”可迅速告之着陆器和“玉兔”所处于的精准位置。

  3,提供数据时间速度更快。VLBI中心向北京航天控制中心准实时提供测量数据的滞后时间由原来的10分钟缩短为1分钟。

  4,测量精度更精确。“深空之眼”的观测波段将由之前的S波段升级为能量更高的X波段。在地月转移轨道,它们还将交叉观测“嫦娥”与上百亿光年外的星系射电源。

  5,测量技术更复杂。此次探月,新增加了相对差分单向测距和同波束观测技术,“深空之眼”不仅可以接收到“嫦娥”的信号,还可以接收到“玉兔”的信号,这样两个天线之间的基线灵敏度会大幅提高。

  据新华社

  ■幕后

  巨无霸望远镜为嫦娥“引路”


  2日11时6分,亚洲最大的65米口径射电望远镜——“天马望远镜”开始正式捕捉嫦娥三号月球探测器。

  中国科学院上海天文台台长、嫦娥三号VLBI测轨分系统总指挥洪晓瑜表示,在接下来的三个月时间里,位于上海佘山脚下的“天马望远镜”将与北京密云、云南昆明、新疆乌鲁木齐等5台望远镜合作,为“嫦娥”探月测轨、着陆器“落”月以及“玉兔号”月球车定位进行精密测量。

  VLBI(甚长基线干涉测量)是当今天文观测领域分辨能力最高的一种手段。它的神奇之处在于,虽然单个射电望远镜的口径最多不超过100米,但是,当单个射电望远镜与东西南北不同方位的同类望远镜联网,其口径将相当于各方位望远镜间的地理跨度。因此,当上海等4座城市的射电望远镜“联手”,就会形成一个口径达3000多公里的“深空之眼”,其测量精度和测量分辨率等效于一台“巨无霸”望远镜。

  “深空之眼”如何为嫦娥“引路”?洪晓瑜介绍,射电望远镜可以通过接收来自嫦娥“三姑娘”发射的射电信号,精准测量她的方位角并构建“天体参考架”,再结合USB测距、测速数据处理结果,大幅提高嫦娥“落月”探测的定轨精度,为“玉兔号”月球车的勘察定位“保驾护航”。

  据了解,“天马望远镜”去年10月建成,可以观测到百亿光年外的天体,综合能力排名亚太第一、世界第四,今年“天马望远镜”首次加入为探月服务的测轨网。从嫦娥“三姑娘”发射升空到现在,上海天文台VLBI深空测控指挥中心的50多名工作人员一直都坚守在操作台,以确保“嫦娥”始终处于正轨。

  据新华社

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