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山東人助力造"探月之眼" 軌道誤差不超頭發1/5

2013-12-03 06:20   來源: 半島網-半島都市報 手機看新聞 半島網 半島都市報

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  野外作業增加工作難度

  由于該射電天文望遠鏡高精度軌道精度要求非常高,因此藍鯨公司起初壓力也非常大。據藍鯨金屬修復公司副總經理孫京鋼介紹,由于軌道的重量和長度非常大,只能在野外進行作業,無法使用室內的工作平臺進行調整。這無疑又給焊接工作增加了難度。

  “這項工作的精度要求是我們接受的任務中要求最高的。為了達到標準,我們采取了動態調整的方法,就是以第一段鋼軌為基準,來調整其他的鋼軌,不斷地進行修正。”通過這樣的手段,將每段的誤差都控制到了0.01毫米以下。在焊接領域通常稱0.01毫米為一絲,而藍鯨公司就將焊接工作真正做到了“一絲不茍”。

  “我們光焊接工作就做了半個月,每完成一段焊接,我們的工人就采用靠模修研技術進行修平,全部采用人工的方式,每段焊縫的修研用兩三個小時。”孫京鋼告訴記者,焊接沒有造成絲毫誤差,曾有一批國外專家到現場參觀后,怎么也不敢相信這么精密平整的軌道是焊接完成,都以為是整體鍛造而成。

  冒著嚴寒焊接保證精度  此次焊接時間從2010年12月到2011年1月。冬季進行焊接操作,尤其是在戶外,焊縫間很容易產生拉應力,從而導致焊接的斷裂。那么藍鯨金屬修復公司為什么還是決定在冬季進行操作呢?

  原來由于熱脹冷縮的原理,冬季完成的焊接軌道在夏季就會因為膨脹、變長,而產生壓應力(指抵抗物體有壓縮趨勢的應力),因此公司才在冬季冒著嚴寒進行了工作。“天氣非常冷,甚至下雨雪,為了不產生拉應力,我們使用了焊接應力驅使工藝,消除拉應力,保證工作質量。”孫京鋼介紹,克服了精度和嚴寒問題后,焊接得以順利進行下去。

  在距離完工僅剩一周時間時,表面硬件標準方面又出現了意想不到的情況。“由于我們之前是在室內做的實驗,采用的是公司自己的材料和工藝,實驗也取得了成功,后來放到室外實際操作,發現由于環境變化使得導熱速度變快,再后來發現表面硬件標準與合同要求還有一定差距。”為此藍鯨公司緊急召開會議,決定更換材料和工藝,重新進行表面焊接,重新焊接大概花費了兩天時間,最終圓滿解決了問題。

  孫京鋼表示,該公司還會繼續參與高精度軌道的維修,一旦有磨損或者開裂的情況將立刻趕到現場修理。“不過到現在為止,還沒有發現任何問題。我們公司內部和國家權威機構的探傷檢測都顯示軌道完全符合標準。”雖然簽署的合同上規定質保期為一年,“但只要一發現問題,我們都會無條件地去檢查、維修,這也是為國家航天事業做貢獻。 記者 單俊楠 實習生 吳心怡

  深空之眼五大看點

  1,工作任務更艱巨。除了為嫦娥“繞月”測軌外,“深空之眼”還需引導“三姑娘”落月、“玉兔”巡月。2,三維定位更準確,在“嫦娥”穩定著陸之后,“深空之眼”可迅速告之著陸器和“玉兔”所處于的精準位置。

  3,提供數據時間速度更快。VLBI中心向北京航天控制中心準實時提供測量數據的滯后時間由原來的10分鐘縮短為1分鐘。

  4,測量精度更精確。“深空之眼”的觀測波段將由之前的S波段升級為能量更高的X波段。在地月轉移軌道,它們還將交叉觀測“嫦娥”與上百億光年外的星系射電源。

  5,測量技術更復雜。此次探月,新增加了相對差分單向測距和同波束觀測技術,“深空之眼”不僅可以接收到“嫦娥”的信號,還可以接收到“玉兔”的信號,這樣兩個天線之間的基線靈敏度會大幅提高。

  據新華社

  ■幕后

  巨無霸望遠鏡為嫦娥“引路”


  2日11時6分,亞洲最大的65米口徑射電望遠鏡——“天馬望遠鏡”開始正式捕捉嫦娥三號月球探測器。

  中國科學院上海天文臺臺長、嫦娥三號VLBI測軌分系統總指揮洪曉瑜表示,在接下來的三個月時間里,位于上海佘山腳下的“天馬望遠鏡”將與北京密云、云南昆明、新疆烏魯木齊等5臺望遠鏡合作,為“嫦娥”探月測軌、著陸器“落”月以及“玉兔號”月球車定位進行精密測量。

  VLBI(甚長基線干涉測量)是當今天文觀測領域分辨能力最高的一種手段。它的神奇之處在于,雖然單個射電望遠鏡的口徑最多不超過100米,但是,當單個射電望遠鏡與東西南北不同方位的同類望遠鏡聯網,其口徑將相當于各方位望遠鏡間的地理跨度。因此,當上海等4座城市的射電望遠鏡“聯手”,就會形成一個口徑達3000多公里的“深空之眼”,其測量精度和測量分辨率等效于一臺“巨無霸”望遠鏡。

  “深空之眼”如何為嫦娥“引路”?洪曉瑜介紹,射電望遠鏡可以通過接收來自嫦娥“三姑娘”發射的射電信號,精準測量她的方位角并構建“天體參考架”,再結合USB測距、測速數據處理結果,大幅提高嫦娥“落月”探測的定軌精度,為“玉兔號”月球車的勘察定位“保駕護航”。

  據了解,“天馬望遠鏡”去年10月建成,可以觀測到百億光年外的天體,綜合能力排名亞太第一、世界第四,今年“天馬望遠鏡”首次加入為探月服務的測軌網。從嫦娥“三姑娘”發射升空到現在,上海天文臺VLBI深空測控指揮中心的50多名工作人員一直都堅守在操作臺,以確保“嫦娥”始終處于正軌。

  據新華社

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