中国电科为天问一号着陆火星全面保障引路导航

　　在人类对太阳系的探索历史上，火星总是给人无限期待与遐想。
　　这份遐想将伴随着我国火星探测器＂天问一号＂的着陆，揭开神秘面纱。5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器成功着陆火星乌托邦平原南部预选着陆区，将根据计划对火星开展科研探测，助力建立人类对火星更为全面的认知。
　　作为工程领导小组成员单位、副总指挥单位，中国电科在火星探测任务中，发挥科学载荷、测控通信系统技术优势，全面保障＂天问一号＂成功着陆火星。配套研发的我国首款环绕器雷达作为7个火星环绕器探测设备之一，为火星探测加装了一双＂X眼＂，精准探测将不是难题；配备的系列测控设备，为火星探测器在茫茫＂星辰大海＂中测定轨保驾护航；研发的锂氟化碳电池组，实现了锂氟化碳电池在深空探测器上首次应用，有效减少了电源产品高温下的自放电率，实现了能量在轨长期贮存；配套的电机、传感器、滤波器、功率模块、低噪声放大器、二极管、固放、变频组件等多款关键核心元器件，满足火星探测组件小型化、高可靠的要求。
　　在选定着陆点后，以完美角度切入火星大气层，成功降落火星是一大难题。由于巨大的通信时延，使地面测控设备无法实时对火星车最后落火阶段进行测控，因此最后落火的几分钟时间被称为＂黑暗时间＂。
　　为了让＂黑暗时间＂不再黑暗，中国电科对系列深空测控站进行研发升级，以更好的性能执行地面遥控、遥测、高精度的目标导航及数据接收等任务。
　　通过组阵技术，中国电科将4套35米深空天线进行组阵合成，这也是我国首个35米深空探测天线阵，可以实现对远在4亿公里以外的火星探测器进行极高灵敏度的微弱信号组阵接收，极大增强地面系统的接收能力。该组阵系统采用高性能的实时及事后多天线信号组阵合成算法，通过多天线系统的综合资源调度以及任务管理，实现天线单元间高同步高精度的时频信号分发以及数字化采样，从而为接收＂天问一号＂探测器传回的微弱信号提供高质量服务。
　　除4套35米深空天线组阵系统，中国电科还研制了亚洲最大单口径全可动天线70米天线，该天线具备稳定接收微弱人造数据信号和感知极微弱宇宙自然天体辐射电磁波等功能，为接收天问一号探测器传回的科学数据提供坚实保障。为保证天线指向精度，研制团队采用了多电机控制、抗阵风扰动以及多参数指向标定修正等多项新技术，使天线指向精度大幅提升。团队还采用了副面赋形和实时吻合、反射体温度场控制等多个专项技术，提高了天线主反射面面形精度。
　　此外，根据火星探测任务各弧段应用场景，中国电科对佳木斯66m深空测控站进行了适应性改造，改造后，其与喀什深空测控站、阿根廷深空测控站协同工作，形成全球覆盖，全力保障火星探测任务的完成。采用DOR（差分单向测距）等方式与其它深空站协同进行干涉测量形成轨道预报，经过连续数天降轨参数的试算确定大气进入初始点位置，降轨机动前约8小时，在佳木斯深空站测控弧段内，地面注入大气进入初始点和导航数据等关键指令，引领着陆-巡视器完成避障并安全着陆。为全部有效利用降火数据，获取更多关于落火初始阶段着陆-巡视器信息，团队通过数据慢帧处理策略的优化，实现了低码率数传信号接收功能，能做到信息首帧输出即上报，提高信息有效帧数量，得到更多关于着陆巡视器降落时的宝贵信息。