国内首次低轨星间激光通信,看我们!——记八院802所激光通信团队

文章来源:中国航天报 发布时间:2020-07-01

今年2月底,航天科技集团八院802所激光通信团队参与研制的低轨星间通信终端随新技术试验卫星发射入轨。3月中旬,该产品圆满完成了在轨双向搜索、捕获、跟踪、通信等全部试验,实现了国内首次低轨星间激光通信。

双向通信速率高达2.5Gbps,终端重量9千克,经过近两年的研制攻关,802所激光通信团队研制出了国内迄今为止数据率最高的轻小型星间激光通信载荷。

“只许成功,不能失败!”

2011年12月,802所激光中心获批建设,面对越来越多的卫星高速通信需求,激光中心主任陶坤宇带领几名博士员工组成了最初的激光通信团队,致力于空间激光通信的研制工作。

低轨星间通信终端项目对推动激光中心的发展起着至关重要的作用。“这个型号决定着激光中心通信方向的未来发展,所以,我们只许成功,不能失败!”项目负责人宋义伟说。

宋义伟是这支队伍的灵魂任务,他的干劲儿大家都看在眼里,并努力追赶。研制过程中,大到系统集成,小到一只电阻,精通光学、电学和机械的宋义伟眼里容不得丝毫沙子,团队成员也丝毫不敢马虎。

“他经常早出晚归,很多假期都放弃了。这样的生活对我们家来说,再正常不过了。”同为802所职工的宋义伟的爱人梁蕾说。

为了攻克技术难关,他们白天做试验,晚上分析数据,有时讨论第二天的试验方案直至凌晨。到了产品研制后期,要连续进行20多天的多种环境试验,宋义伟便带领团队彻夜做试验。由于测试设备排不开,团队得知国庆节、端午节设备空闲,他们便一起放弃节假日,埋头做试验。

付出终得回报,在大家的共同努力下,团队最终成功实现了高精度双向捕获和跟踪,攻克了项目中最关键的技术。

三个月“瘦身”三公斤

作为第一个上星的机构产品,轻量化和小型化是必要的元素,“减重”则成为了设计师们的首要任务。

团队经过讨论,决定在结构上做文章,给机构减重的重任便落到了都金丹和高天宇等结构设计师的肩上。那段时间,减重小组边调研、边交流、边设计,连续一个多月没有周末,每天都是加班到深夜。

“连梦里梦到的都是不停地设计,不停地画图,给它减肥比自己减肥还要上心!”都金丹说。

为了减轻设备重量,哪怕是1克,都金丹都会不厌其烦地反复迭代、精益求精,在满足力学条件的前提下,尽最大可能实现轻量化。

最终经过多方调研和沟通,他们找到了减重的方法——铝镁合金的密度小于铝合金,而且在太空中被验证过,对于力学性能要求不高的零件,可以进行换材料处理,对重量较大的、不太重要的结构面,则进行镂空处理,再加上针对小元器件进行轻量化设计,最终他们成功将机构从12千克减重到9千克。

繁杂测试一人扛

一次试验非常特殊,测试机会和时间都很有限,802所只能派付森一名测试人员参与其中,任务不可谓不艰巨。单单其中一项,就涉及大量的星时、轨道、姿态等平台输入数据,所有的数据都不能出现一点点差错。更要命的是,当天的测试数据必须当天给出分析结果。

为了不影响整星测试任务,付森连夜将上百组数据进行逐一测试。有时,为了反复确认星上产品的状态完全正确,他就通过电话与团队成员讨论技术问题,常常不知不觉就到了凌晨。

任务成功后,付森踏上回乡的航班,同事们都不知道他的父亲因癌症晚期已经住院。为激光通信终端的发射,付森悄悄擦去了泪水。

激光通信终端能为未来卫星网络提供小型化、低功耗、高速率的组网通信手段,有着广阔的应用和市场前景。它的成功在轨运行,令团队感到十分自豪,当然,他们也做好了迎接未来挑战的准备。(王雪岩 高洁)