365足球外围 中国军情 澳大乌鲁木齐(Australia)监测站引美方疑虑,中夏族民共和国航天监测控制网已覆盖环球

澳大乌鲁木齐(Australia)监测站引美方疑虑,中夏族民共和国航天监测控制网已覆盖环球



图片 1   由陆基测控站、测控船与中继卫星组成的中国航天测控网络已覆盖全球(新华社)

  中国布局“深空测控网”

随着中国首部科幻大片《流浪地球》在国内和西方国家院线同步上映,具有中国特色的航天文化再次成为世界各国媒体关注的对象。在电影中,不再是美国英雄拯救地球,而是世界各国携手共同的自救,表明了中国航天的态度:合作比对抗好!

 

  测控系统是所有航天器飞行的“神经中枢”,航天器在发射段、上升段、变轨段、分离段、返回制动段等关键飞行段落都离不开测控通信支持,而航天测控水平则是航天界评价航天发展水平的重要标志

然而,一些西方媒体则不这样看。近期多家西方媒体开始炒作中国在阿根廷巴塔哥尼亚地区建卫星测控站,认为这一“神秘”的深空站可以监控西方国家的卫星,甚至说是美中信息战不断升级的又一反映。

  遍布全球的测控站,已成为中国航天向宇宙深处进军的强大后援。

  中国的嫦娥三号发射前夕,正值美国大片《地心引力》在全球热映,电影中一名女宇航员因为一次太空中的意外事故与地球大后方失去了联系,不得不一个人面对宇宙的无垠和人类的孤独并想方设法回到地球。

图片:海外建设航天测控站是航天大国建立全球测控网的必由之路,也是各国的通行做法。

  “嫦娥三号”踏上前往月球的旅程,中国航天在深空探索领域又迈出重要一步。航天发射作为复杂系统工程,要确保航天器顺利入轨乃至飞向更遥远的宇宙,遍布世界各地的“无死角”测控网络必不可少。对中国而言,除了游弋四海的“远望”系列测控船,设在全球多地的陆基测控设施,也在“神舟”、“天宫”、“嫦娥”等项目中扮演重要角色。

  电影的故事虽然虚构,但却形象地展示了现代航天中测控通信的重要“脐带”作用。

近日,美国国家安全委员会发言人加勒特·马奎斯称,中阿十年前商定好建设巴塔哥尼亚地面站,这是破坏东道主主权的行为。然而在其他国家建立卫星地面站就是破坏主权吗?先不说美国的NASA在世界各地有多少卫星地面站,就说中国自己,其实早就和全球各国开展了航天测控方面的合作。

  当前,中国拥有(含租赁)的海外航天测控站共五个:巴基斯坦卡拉奇站、肯尼亚马林迪站、澳大利亚当加拉站、西南非洲纳米比亚站以及南美洲圣地亚哥站。随着中国航天一次次赢得世界瞩目,由海基测控船、国内与海外陆基站点及“天链”中继卫星组成的强大测控网,正加速完善布局,海外测控站更被誉为隐身于主流媒体报道之外的幕后英雄。

  事实上,为了保障这条脐带的通畅,在中国航天向浩瀚宇宙进发的过程中,一张由海基测量船、国内陆基、海外陆基以及天链1号、2号组成的“深空测控网”正在逐渐完成。这些测控站点就好像是蜜蜂的复眼,地面工作人员通过这些“复眼”了解嫦娥三号运行、飞行等情况,落月后展开月地间的遥操作,控制月球车的行走动作,并为未来的深空测控提供支持。

过去,我们都知道中国要发射卫星,就需要将“远望”航天测量船开出去,到全球各地去布点,进行卫星和航天器的测控工作,非常不方便!而很多航天强国的做法则是在其他国家租赁土地建设全球的测控网络,这已经是航天领域的共识。

  有站点不得不停止使用

  遥操作“三大中心”

图片:在海外航天测控站建设前,我国主要依靠“远望”系列航天测控船在全球布点。

  测控系统是航天器飞行的“神经中枢”,所有航天器在发射段、上升段、变轨段、分离段、返回制动段等关键飞行阶段,都需要测控通信支持。航天测控水平是一国航天科技水平的重要标志。目前,中国航天测控通信网由酒泉控制中心、北京航天指挥控制中心和西安卫星测控中心指挥,对国内外多个测控站、船、中继卫星组成的测控网实施统一管理。

  无论是嫦娥三号“落月”,还是月球车巡视勘察,都需要极为精确的测控控制技术做保障。

1996年,基里巴斯同意中国在塔拉瓦岛建立航天测控站,租期15年,这是中国第一个海外航天测控站。但是,从建站伊始美国就出来说三道四,指责该测控站用于军事目的,还可以监测美国导弹防御计划之下的拦截测试点——马绍尔群岛附近海域。

  中国前驻基里巴斯大使王少华曾在国防科工委网站刊文称,上世纪90年代以前,中国发射卫星时要专门派遣测控船到南太平洋,耗资巨大。如果在那里建测控站,能节省大约70%的费用。有关部门经过分析论证,认为在基里巴斯建立航天测控站最合适。

  航天专家庞之浩告诉《中国新闻周刊》,本次任务是中国首次在地外天体实施软着陆探测,任务技术状态之新、飞控技术难度之大均前所未有。

2003年,在美国的持续破坏下,中基关系破裂,塔拉瓦测控站也不得不停止使用。

  1996年,基里巴斯同意中国在塔拉瓦岛建立航天测控站,租给中国政府一块面积一公顷的土地,租期15年。然而,建站伊始,美国就不断指责该测控站是用于军事目的,认为其不仅可以监控中国国内的空间军事试验,还可以监测美国导弹防御计划之下的拦截测试点——马绍尔群岛附近海域。2003年,中基关系破裂,塔拉瓦测控站不得不停止使用。

  据北京航天飞行控制中心总工程师周建亮介绍,此次任务飞控工作有“三高”:技术状态全新,处置能力要求高;遥操作约束复杂,飞行控制精度高;系统交互多,着陆器和巡视器两器协同程度高。针对这些难点,北京航天飞行控制中心先后突破了高精度月面视觉定位、月面巡视动态任务规划、巡视器路径规划与行走控制等六大关键技术。

然而,美国人难以阻止中国航天的崛起!

  中国航天在海外的测控站建设几乎和载人航天工程的进展同步,新建的海外测控站往往根据飞船的飞行轨迹选点布局。中国撤出基里巴斯后,转向友好邻邦巴基斯坦寻求帮助。1998年,中方决定在巴基斯坦卡拉奇建立航天测控站,站址位于巴空间与上层大气研究委员会院内,次年10月1日落成。此后,该站为“神舟”系列飞船的发射回收提供了支持。

  这些技术和任务最终都需要来自地面的指挥,因而建设一张能够实施精确测控的深空测控网必不可少。

图片:2018年中国航天发射数量超过美国排名世界第一!

  “神舟”计划促成全球布局

  据了解,嫦娥一号共使用了6个国内测控站,以及南美、欧洲、大洋洲等海外监测站,加上海上移动的两艘远望号测控船,观测嫦娥一号的“复眼”达到十余只。

拥有一个分布在世界各地监控太空物体以及同卫星通信的网络,是任何先进太空计划的重要组成部分。在本国太空计划规模不断扩大的背景下,中国在本世纪头十年,就开始向海外寻求建设航天测控站。

  “神舟”计划全面展开后,为保证载人飞船安全顺利地返回地面,需要大洋上的多艘测量船和遍布国内外的10余个地面测控站,对飞船进行全程跟踪和测量。由于飞船返回段航线穿过非洲上空,在纳米比亚建立测控站的方案很快被付诸实施。

  嫦娥二号发射时中国已经具备了由13个测控站组成的庞大、先进的航天测控通信网。这些测控系统包括3个中心、3条测量船、6个位于国内的测控站、1个建于国外的测控站、4个天文观测站及1个国际联网测控站。

2009年,美国的盟友澳大利亚批准中国在其境内的当加拉测控园区,建设一个空间物体测控站,2011年当加拉测控站就支持了“神州八号”飞船的航天任务。

  2000年10月11日,中纳关于建立航天测控站的协定在北京签署,双方随即开始有关建站租地问题的谈判。但中方选定的地皮属斯瓦科普蒙德市所有,而租地协议只能与纳米比亚中央政府签署。据时任中国驻纳大使陈来元回忆,最后,经纳总统努乔马同意,纳政府破例批准中方可先行动工建站,中央政府与地方政府交换地皮的事宜延后解决。

  “嫦娥二号是嫦娥三号的先导星,承担着为嫦娥三号月面软着陆验证部分关键技术,特别是首次试验X频段深空测控技术。”庞之浩解释说,X频段深空测控试验的成功实施将使无线电传输信号频率大大提高,远距离测控通信效果更好、测量精度更准、信息容量更大,是中国迈向深空探测的重要一步。

图片:建设中的海外航天测控站。

  2001年7月,纳米比亚站落成后,立即发挥了作用。“神舟三号”、“神舟四号”飞船及五号载人飞船任务的成功,都与该站准确测控并及时发送指令密切相关。作为回报,中方除了每年向纳米比亚政府缴纳租金,还负责给纳建设航天科技展馆、政府大楼以及培训航天技术人员。2008年以来,已有11位纳米比亚航天人士前往中国学习空间科学技术。

  据了解,嫦娥三号使用地面测控系统更加先进和全面。包括启用多处天文台配合地面测控。整个测控网络的核心是位于国内的三大中心,即西昌卫星发射中心、北京航天飞行控制中心和西安卫星测控中心。它们有不同分工,分别侧重不同的测控任务。

据报道,当加拉测控站是一家瑞典公司建造的,然后移交中国。其实,中国和瑞典之间的航天测控合作也是紧锣密鼓地展开,2016年,中国遥感卫星地面站北极接收站落成仪式在瑞典基律纳航天中心举行,这是我国第一个在海外自行建设的陆地观测卫星接收站,位于北极圈以北约200公里处,具有全天候、全天时、多种分辨率卫星的接收能力,大大提高了我国全球数据接收获取能力。

  另一个非洲测控站——肯尼亚马林迪站同样与“神舟五号”有关。从1999年的“神舟一号”到2002年的“神舟四号”,实践表明,在纳米比亚和巴基斯坦之间,飞船跟踪数据仍有近10分钟的空白。由于“神舟五号”是载人的,为确保搜索队能在最短时间内找到着陆的飞船,有必要在赤道附近西经40度区域内再建一个“了望塔”,填补数据真空。

  西安卫星测控中心负责对分布在国内外的多个测控站、船、中继卫星组成的测控网实施管理。

除此之外,中国还在巴基斯坦卡拉奇和拉合尔、肯尼亚马林迪、纳米比亚斯瓦科普蒙德和智利的圣地亚哥都建设有海外航天地面站。

  马林迪是印度洋西岸一个只有6万人口的小城,无华人常住。其地理位置和气象条件适合进行航天器测控。此外,中国与肯尼亚的外交关系建立于1963年,其中经过一次小的波折,此后一直非常稳定,所以,在肯尼亚设立测控站,不会遭遇类似基里巴斯的意外。

  北京航天飞行控制中心是航天飞行器任务的飞行控制和遥操作中心,也是嫦娥三号任务全过程的指挥控制神经中枢,是所有测控信息的集散地。嫦娥三号在奔月之路上的各阶段数据注入与指挥控制,均与这个中心的指挥控制息息相关。

图片:中国在瑞典建设的北极圈内遥感卫星地面站北极接收站。

  实际上,马林迪站最早是由意大利空间局(ASI)向肯尼亚政府租用土地建设,距马林迪市区约32公里。2003年初,中国专家组造访了意大利罗马大学布罗格里奥空间中心建在马林迪的圣马可营地,与罗马大学和意大利空间局进行合作谈判,随后决定租用营地的部分设施,并从国内调配专家和设备,迅速完成了马林迪测控站。

  西昌卫星发射中心则主要担负发射时对火箭的测控任务,接收记录北京中心转发的卫星遥测数据并提供给卫星系统。准确判断运载火箭飞行状态,在发生故障、情况危急时立即正确分析情况并做出相应决策,保证发射段火箭与卫星的安全。

航天地面站的投入运营,让航天监测变得更易操作,成本更低,提高了对在轨航天器观测和操作的精确度。随着我国太空计划规模的不断扩大,包括实施月球飞行项目和深空探测等,对这种基础设施的需求也将不断增长。

  马林迪站是“神舟五号”和“神舟六号”工程中惟一部分租用的测控站,也是成立时间较晚、人数最少的一个。根据新华网2005年刊登的报道,中方工作人员最多的时候只有8名,加上负责意方设备的数名意大利专家,全部人员不到20人。该站距肯尼亚首都内罗毕600多公里,测控组成员除了偶尔进城购买物资,几乎从未离开过营地。

  “深空测控网”

俄罗斯卫星国际网站认为,根本没有理由认为这些昂贵的和引人关注的设施是用于收集情报的。虽然太空计划和相关技术几乎总是具有双重特点,难以区分军用和民用两部分,但是一概认为所有航天项目都是有针对性的军事项目是不妥当的。

  至于南美的圣地亚哥站,根据中国驻智利大使馆披露的情况,中国卫星测控部门于1994年与智利大学空间研究中心开展合作,后于2008年建立了圣地亚哥测控站,从“神舟七号”飞行任务起正式投入使用。另据中新网报道,在国内,喀什和佳木斯两大测控站也均于2012年完成了改扩建工程,为“嫦娥三号”和日后的“嫦娥四号”任务提供测控支持。

  测控系统是所有航天器飞行的“神经中枢”,航天器在发射段、上升段、变轨段、分离段、返回制动段等关键飞行段落都离不开测控通信支持。而航天测控水平则是一个国家航天发展水平的重要标志,因此,中国一直在努力完善自己的测控通信网。

图片:晨曦中的中国北极站。

  在澳设点 美国未加阻拦

  航天测控网一般由航天控制中心、分布在世界各地的若干航天测控站、海上测量船以及空中空间测控平台组成。测控站按其分布,有陆上测控站、海上测量船、空中测量飞机和跟踪与数据中继卫星四大类。

在美国欲把军备竞赛引向太空的背景下,美国人将其他国家的任何太空计划都视为一种威胁,这种冷战思维不但不能够促进全球航天科技的全面发展,还会人为地造成空天领域的对抗和军备竞赛。

  中国是在两年前获得在澳大利亚西部城市当加拉设立太空测控站的权利的,它是中国在海外建立的第五个航天测控站,更是第一次在美国的盟国建立此类设施。尽管这个航天测控站的运营方——瑞典空间研究中心和澳大利亚政府都表示,该站对美国没有威胁,部分西方观察家仍猜测,中国可通过该测控站更精确地定位外国航天器,以便进行监控。中方则强调,在“天宫一号”和“神舟八号”交会对接任务中,系统需要同时完成对两个航天器的测控通信管理,针对这一要求,中方才新建了澳大利亚当加拉测控站。

  中国从1967年开始建设自己的航天测控网,2011年神舟八号发射前,航天测控通信网进行了全面升级,由专线体制升级到网络体制,并与中继卫星系统共同参与测控组网。

就像美国科幻大片中表现的一样,拯救世界的一定要是美国人!但是《流浪地球》表明,就算是在荧幕上,中国和其他各国一样是地球的一份子,众人拾柴火焰高,人类的未来是全人类决定的!而星辰大海的征程也要靠全人类一起去努力!(作者:虹摄库尔斯克)

  香港《南华早报》当时分析称,澳大利亚批准中国建站的条件是只能民用,该站是由瑞典空间研究中心建立,后来被租给北京,关键设备都是从中国运来的。由于独特地理位置,当加拉测控站对监测低倾角轨道的卫星特别在行,成为部分西方媒体关注此事的契机。

  与嫦娥一号、二号不同,嫦娥三号任务的重点和难点是“两器协同控制与巡视器的遥操作”。对于应急处置能力、飞行控制精度和天地协同控制提出了更高的要求。

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  很长时间以来,美国对中国航天计划感到担忧,特别关注其对中国的反舰弹道导弹(ASBM)提供目标参数和制导的能力。不过,美国在澳大利亚中西部同样设有多个军用卫星的测控站。中国能在澳大利亚建设地面测控站,似乎表明美国对中国航天的态度有所改变。特别是在航天飞机已全部退役的当下,华盛顿不能彻底排除把中国作为合作伙伴的选项。(特约撰稿
风云)

  为此,在三大中心之外,嫦娥三号还启用了经过改扩建的佳木斯测控站,该测控站新安装了64米口径测控天线,并同时具备三个频段通信测控功能。与已拥有35米口径测控天线的新疆喀什测控站共同构成一个深空测控网,并与三亚新型测控站形成中国航天陆基测控网“大三角”布局。

  为了提高测控精度,嫦娥三号还启用了多处天文台配合地面测控。包括云南昆明40米口径和北京密云50米口径射电望远镜,以及中科院上海天文台刚建成的65米口径射电望远镜,为嫦娥三号任务提供精确测控保障。

  “测控网和天文台相互备份,可以确保遥操作精准。”庞之浩说,两个以上的天文射电望远镜组合起来可以实现测轨和定轨,于是我国采用了测控网与天文测量技术联合测轨的方法,用以提高定轨精度。

  这种联合测控的方式将在未来的深空测控网中得到更多应用。按照计划,佳木斯64米口径测控站、喀什35米口径测控站以及将于2016年建成的南美测控站将构成的三站联网的深空测控网。而未来新疆乌鲁木齐天文观测站要建立80米口径望远镜,也将是未来深空测控的补充力量。

  海外布局“一波三折”

  2011年11月3日,在神舟八号和天宫一号交会对接时,北京航天飞控中心的大屏幕上出现了在澳大利亚西部城市当加拉设立的测控站画面,引起了包括美国在内的航天大国的关注。

  中国的官方报道称,由于在天宫一号和神舟八号交会对接任务中,系统需要同时完成对两个航天器的测控通信管理,针对这一要求,新建了澳大利亚当加拉监测站。

  据了解,澳大利亚批准中国在澳大利亚西部的当加拉测控站园区内设立中国地面测控站的条件是只能民用。当地报纸报道说,测控站是由瑞典空间公司建立的,后来被租借给北京,但关键设备都是从中国运来。

  由于其独特的地理位置,加上澳大利亚是美国的传统盟国,美国在澳大利亚有驻军及军事设施,中国首次在美国的盟国建立这类设施,引起了美国的警惕。尽管瑞典空间研究中心和澳大利亚当局解释说,测控站只用于民用,但并未消除美国的疑虑。

  事实上,中国自1990年代开始尝试在国外建立陆基测控站。目前已在海外建立了五个可以使用的航天测控站。这些海外测控站与海基测量船、国内陆基以及天链1号、2号组成一道先进的航天测控网。

  如同当加拉监测站一样,中国建立海外陆基测控站过程中一波三折,经历过各种干扰。

  1995年,由于中国发射卫星后要专门派遣远望号测控船到南太平洋进行测控,耗资巨大。经有关部门分析论证,提出在附近的基里巴斯建一个测控站,以节省大笔费用。从1995年6月开始,中方先后多次与基里巴斯商谈建站事宜。1996年基里巴斯政府答应租给中国政府一块位于塔拉瓦面积一公顷的土地并正式达成协议。塔拉瓦测控站1997年1月开建,当年6月6日建成,成为中国在国外建立的第一个自主航天测控站。

  建成使用期间,塔拉瓦测控站多次测控了中国发射的卫星,成为中国航天测控网的一个组成部分。不过,后因2003年基里巴斯政局变化,基里巴斯新政府与台湾“建交”,中方最终从塔拉瓦测控站撤出。此后,主要依赖远望系列测控船在南半球监控卫星和飞船。

  虽然塔拉瓦测控站的建设最终流产,但在巴基斯坦和非洲等地测控站的建立将海外布局推进了一大步。

  1998年,根据中国航天飞船的工艺要求和总体安排,决定在巴基斯坦卡拉奇建立一个航天测控站。卡拉奇站站址选在巴基斯坦空间与上层大气研究委员会的院内,1999年10月1日落成,成为中国第二个海外测控站,为神舟一号、二号的发射回收提供了支持。

  此后,由于中国航天重点实施载人航天工程,每次飞船执行任务对精确测控提出了更高要求,所以新建的海外测控站多根据载人飞船的飞行轨迹进行选点布局。

  在中国前驻纳米比亚大使陈来元的记忆中,由于神舟飞船返回段航程经过南部非洲靠近纳米比亚上空,需要在纳米比亚建立航天测控站以实现全程跟踪测量,但纳米比亚站的建立也同样一波三折。

  2000年10月,中国与纳米比亚签署建站协定,但此后租地问题上出现了麻烦,最后中方只得向时任纳米比亚总统努乔马求助,在努乔马过问和关照下,中方得以先动工建站,再补办相关手续。2001年1月中旬测控站动工建设,7月下旬落成后,即发挥作用。神舟三号、四号飞船及五号载人飞船的顺利返回,与该站准确测控并发出正确指令密切相关。

  另一个非洲测控站马林迪站则直接与神舟五号的任务有关。

  由于神舟五号是载人飞船,必须确保搜救组能在最短的时间里寻找到着陆的飞船,必须在赤道附近西经40度左右的区域内建一个“望塔”来填补将近10分钟的数据真空。

  2003
年初,中国航天测控工程专家组与与罗马大学和意大利航空局进行合作谈判,决定租用意大利罗马大学布罗格里奥空间中心建在马林迪的圣马可营地,并从国内调配专家和设备组建了马林迪航天测控站。

  马林迪测控站是神舟五号和神舟六号发射工程中唯一一个部分租用的测控站。完成神舟五号飞船测控任务后,马林迪测控站成为中国西安卫星测控中心测控网络中第4个重要的测控节点。

  神舟七号飞船将执行出舱实验任务,为保证出舱活动的安全,中国又在智利增加一个测控站。2008年中国在智利圣地亚哥建立了中国卫星测控站,由此,中国航天测控网节点开始进入南美腹地,国外测控站的总数达到5个。

  智利圣地亚哥站先后参与了中国一些重大航天项目的地面测控工作,特别是2010年10月1日对“嫦娥二号”的测控,由于该站的启用,加上与欧洲空间操作中心及所属的位于南美的库鲁测控站进行合同,使得测控通信覆盖率达到98%。

  按照中国探月任务目标要求,中国将在2016年完成航天测控全球网络布局,并具备深空探测能力,用于支持未来中国探月工程的月球探测器返回地球、载人登月、火星探测及其他深空探测任务。

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