天鷹探空火箭助力中國高空氣象探測

□ 榮元昭

近期，由中國航天科技集團(tuán)公司四院研制的天鷹-4B探空火箭探測系統(tǒng)首批次兩發(fā)飛行試驗(yàn)連續(xù)獲得圓滿成功。

該試驗(yàn)的成功對提高我國氣象保障服務(wù)水平具有重要推動(dòng)作用，是固體動(dòng)力技術(shù)服務(wù)國家安全和科學(xué)研究的最新成果。

氣象火箭優(yōu)勢多 天鷹已成型譜化

氣象火箭作為對臨近空間大氣環(huán)境進(jìn)行原位測量的直接手段，具有系統(tǒng)操作簡單、快速、可靠，探測數(shù)據(jù)高精度實(shí)時(shí)獲取等其他探測方法無法比擬的特點(diǎn)。目前世界上已有20多個(gè)國家發(fā)展或使用了氣象火箭。

天鷹-4B探空火箭探測系統(tǒng)可以探測最高70千米空間內(nèi)的溫度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、大氣密度等大氣環(huán)境參數(shù)，為開展空間探測活動(dòng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供重要的服務(wù)保障。

實(shí)際上，天鷹系列探空火箭從投入開發(fā)至今已近20年。

在2001年，我國載人航天發(fā)展之初，為了確保運(yùn)載火箭發(fā)射成功和航天員安全進(jìn)入太空，需要掌握空間的氣象環(huán)境和保障條件。于是，四院開始著手研制天鷹-4氣象探空火箭探測系統(tǒng)。經(jīng)過多次飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，火箭技術(shù)、發(fā)射發(fā)控技術(shù)以及與探空儀、雷達(dá)的匹配技術(shù)得到檢驗(yàn)，產(chǎn)品研制成功并定型。

目前，四院已成功發(fā)射各類探空火箭近50枚，分別應(yīng)用于空間微重力試驗(yàn)、高空科學(xué)探測、高空氣象探測等諸多領(lǐng)域，成為目前國內(nèi)探空火箭研制技術(shù)水平領(lǐng)先、探測高度最高、應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量最多的單位。

通過不斷改進(jìn)與完善，天鷹系列火箭現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)系列化、型譜化發(fā)展，并被列入集團(tuán)公司運(yùn)載火箭系列型譜。

數(shù)據(jù)監(jiān)測

天鷹-3C探空火箭發(fā)射升空

攻堅(jiān)克難迎考驗(yàn) 以苦為樂厲精兵

2013年初，四院系統(tǒng)工程辦公室牽頭，緊密跟蹤客戶對高空氣象探測設(shè)備的需求，抓住市場時(shí)機(jī)，組織集中院內(nèi)資源，加強(qiáng)與各分系統(tǒng)的溝通協(xié)調(diào)，聯(lián)合行業(yè)領(lǐng)先單位，建立起院里第一支系統(tǒng)研制隊(duì)伍。

這支研制隊(duì)伍經(jīng)過反復(fù)論證提供了詳細(xì)的報(bào)告，完善了流程方案，最終戰(zhàn)勝其他多家競爭對手，成功中標(biāo)該項(xiàng)目。

“時(shí)間緊、系統(tǒng)復(fù)雜、壓力大、條件艱苦?！边@是天鷹系列火箭首席專家王建在接受采訪時(shí)的感受，“從簽訂合同、方案設(shè)計(jì)、研制到飛行試驗(yàn)成功，只用了短短不到半年時(shí)間，這在我院型號研制歷史上也屬首次，在以往別的項(xiàng)目上更是不敢想象的?！?/p>

天鷹-4B探空火箭探測系統(tǒng)工程復(fù)雜，牽涉到發(fā)射車、雷達(dá)、探空儀等多個(gè)子項(xiàng)目。但作為國家重大工程的氣象保障服務(wù)主力，探測火箭試驗(yàn)隊(duì)必須承受住巨大的壓力。

由于是野外機(jī)動(dòng)發(fā)射，發(fā)射點(diǎn)經(jīng)常選在無人區(qū)，因此，試驗(yàn)隊(duì)條件艱苦，沒有固定的場所，整個(gè)試驗(yàn)隊(duì)就住在沿途的“農(nóng)家樂”。不僅住宿環(huán)境差、飲食飯菜單一，而且試驗(yàn)隊(duì)員幾乎每天早上5點(diǎn)多就要起床，7點(diǎn)出發(fā)，還要經(jīng)常在北方冬季漫長的黑夜中“行軍”。

海拔高、空氣稀薄，增加了攜載探空儀降落傘的打開難度；溫度低、氣候干燥、靜電大、長途運(yùn)輸?shù)?，對火箭安全性也提出了很高的要求?/p>

面對困難，試驗(yàn)隊(duì)員們充分發(fā)揚(yáng)了航天精神，以苦為樂；面對成績，隊(duì)員們不驕不躁，因?yàn)樘綔y裝備在未來還要經(jīng)歷更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

廣泛合作增實(shí)力 勇闖市場謀發(fā)展

迄今為止，四院已經(jīng)在探測火箭研制中取得了多項(xiàng)突破：

2010年，首枚氣象火箭天鷹-4A成功搭載中國首枚GPS探空儀發(fā)射升空，獲得中國低緯度地區(qū)20千米～60千米高度的高精度臨近空間大氣溫度、壓力和風(fēng)場的探測參數(shù)。

2011年，子午工程首枚探空火箭天鷹-3C成功搭載鯤鵬一號探空儀發(fā)射，將覆蓋高度由原來的20千米～60千米提高到了190多千米，監(jiān)測范圍從大氣層延伸到電離層。

2013年4月5日，天鷹-3E探空火箭成功發(fā)射，火箭搭載的科學(xué)探測載荷設(shè)備成功獲得了有效的探測數(shù)據(jù)，我國首次以探空火箭為載體的空間環(huán)境垂直探測試驗(yàn)取得圓滿成功。

在研制試驗(yàn)工作不斷推進(jìn)的同時(shí)，四院積極與多單位謀求市場合作，探空火箭市場開發(fā)成果喜人。

2012年第九屆珠海航展上展出的天鷹系列探空火箭

其中，四院與中科院空間中心結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，簽訂了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議和探空火箭研制合作協(xié)議，達(dá)成了后續(xù)研制意向。

四院與中國氣象局大氣物理探測中心進(jìn)行合作，使探空火箭系列產(chǎn)品在上海世博會(huì)世界氣象館陳列展出，贏得更多關(guān)注。

同時(shí)，四院將觸角伸入國際市場，與尼日利亞國家空間研究與發(fā)展局舉行了探空火箭演示項(xiàng)目簽約儀式，就有關(guān)高空物理探測、人工降雨等火箭技術(shù)進(jìn)行了交流與合作洽談。

在第九屆珠海航展上，探空火箭更是吸引了國內(nèi)外客商和媒體的高度關(guān)注。

據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，四院近期還將深化與中科院空間中心的合作，在空間科學(xué)探測領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，共同策劃論證未來我國空間探測試驗(yàn)載荷及探空火箭系列化發(fā)展的規(guī)劃，為推進(jìn)我國空間探測的常態(tài)化、系列化作出積極努力。

一絲不茍

廠房中的天鷹-3C探空火箭