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打造一流出口遥感卫星相机

时间:2018年07月09日 信息来源:中国空间技术研究院 点击: 字体:

巴基斯坦遥感卫星一号相机的研制过程中,巴基斯坦聘请了卫星研制经验丰富的法国顾问团,他们全部是参加过法国卫星研制的老专家,全过程监造。法方在遥感领域造诣颇深,要求也极为严苛,从总体、分系统,到单机,到产保,深入产品的每一个环节,从设计、工艺、原材料,到可靠性设计、在轨使用,都提出了严格的要求。中国空间技术研究院所属的北京空间机电研究所研制团队对标欧洲标准,最终交出了令人满意的答卷。

奇迹背后的“逼死‘me’”

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20164月,巴基斯坦遥感卫星一号相机项目正式启动,卫星总体要求20177月完成两台正样相机的交付,同时还要完成相关的履约英文技术文件,全面配合巴方和法方的监造。对于年轻的相机研制团队,这无疑是一次大考,这次,出题人是巴基斯坦宇航局航天空间与大气上层研究委员会,答题人是北京空间机电研究所相机研制团队。如何高质量、高效率、高标准的完成两台巴遥一号高分辨率相机研制,在规定的时间内交出满意的答卷,是摆在研制团队面前的问题。

当时,胡永力带领的研制团队正在如火如荼地开展委内瑞拉遥感卫星二号高分相机的研制,正在进行系统总装、测试,正处于紧张、激烈的打硬仗、攻坚战中,又接下了巴基斯坦遥感卫星一号相机的研制任务,两条战线同时作战。

研制对外合作相机,团队要求异常严格,严上加严,细上加细,旨在打造国际精品项目。团队小伙伴开玩笑说,“咱们所的英文名字‘BISME’英文发音就是‘逼死ME’”,没错,就是用“逼死”自己的精神,把产品干好。

在和巴方、法方的技术交流过程中,最大的拦路虎暴露了:语言。巴方英语发音不是我们学的标准美音或英音,而是带着严重口音的法式英语、巴式英语,我们听懂非常困难。指挥党一涵誓要解决这一问题,她通过所里相关部门为研制团队请来了口语教师,成立了英语口语学习班,自任班长。把团队遇到的难题跟老师也做了详细沟通,与老师一起定制了针对性的教案,专门找来了巴基斯坦口音和法国口音的听力材料,通过范听、精听,让大家逐渐熟悉了巴、法口音的发音特点。一段时间后,团队中有王巧霞、范龙飞、王军等几位学员进步神速,基本达到了可以不用翻译顺畅交流的程度。另外,老师还针对合同中常用的专业术语进行了教学。这样,大家一方面紧张研制,一方面攻克口语关。“没有这种逼死‘me’的做法,我们交流都是问题,无法想象研制该如何顺利推进。”党一涵感叹。

在产品研制中,研制团队对每个环节狠下功夫,严把质量关,确保了相机的整体质量。研制团队产保经理蔡媛媛实时跟踪产品研制的质量,总是第一时间按照型号质量管理要求处理出现的问题,无论是技术问题,还是管理问题都不能过夜处理。平时,她和胡永力一起对研制队伍进行质量教育,加强预防,让大家提高质量意识,把问题和风险都消灭在没有发生之前,“逼死‘me’”小马达一直没停过。还记得,相机交付后,进入卫星总装阶段。团队得知其他型号发现有一根电缆存在工艺缺陷,存在隐患。而巴基斯坦遥感卫星一号恰巧也用了这种电缆,并且采用的电缆已通过了全面的测试试验,也经历了整星的力学试验、测试,都没有问题。但是,为了保证质量,消除隐患,团队还是决定更换电缆。从整星上拆下,进行更换,换上新电缆后,团队对相机分系统进行了全部项目的重新测试,比对了换电缆前的测试数据,确保完全正常。

突破背后的“追求完美”

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巴基斯坦要求卫星寿命7年,为此,巴基斯坦遥感卫星一号成为了我国首颗设计寿命7年的出口遥感国际星。为此,相机设计团队针对卫星的使用特点,精心设计了相机的使用策略。通过优化设计后,经过电子学副主任师王军可靠性计算,得出了可以满足发射入轨后7年使用寿命的结论,完全满足用户要求。同时,结构设计师陈宗还详细分析了7年的空间辐射环境对电子器件的影响以及7年原子氧对光学镜头的影响,结合研究所同类在轨相机的运行情况类比,也得出了能够满足7年使用寿命要求的结论。

高分辨率卫星对微振动要求严格,如果设计不当,不仅会影响成像清晰度,还会造成成像扭曲。年轻的设计师刘涌承担了微振动的分析工作,根据微振动的特点,从颤振源、传播路径、相机响应三方面进行微振动建模分析,同时参考基线相机在轨的微振动的表现,验证微振动模型的正确性,并通过对巴基斯坦遥感卫星一号微振动试验数据的分析,得出了微振动影响极小、完全满足用户要求的结论。

相机成像质量的核心是光学镜头,1m/3m相机镜头是该所“金牌镜头”,已成功应用在多台相机上。镜头采用国际上先进的TMA三反同轴光学系统形式,光学镜头设计性能达到了衍射极限。该镜头装调团队四人组早已掌握了该镜头装调的关键工艺,他们手中打造的镜头,就是品质的保证。镜头装调的领头人陈佳夷,用“大国工匠”形容他,一点也不为过,由他带领团队成员王海超、李斌、霍腾飞,长年“浸泡”在实验室中,潜心摸索镜头装调工艺的细节,精益求精是他们的写照。

成功的装调取决于良好的设计,如果设计不理想,巧妇难为无米之炊。在基线相机上,一直有个困扰团队的难题,就是镜头一直很难装调成功,即使装成了,抗力学能力也不足,过不了振动试验。交付时间迫在眉睫,又是工程师刘涌自告奋勇,勇挑重担,立下“军令状”,从技术上解决这个问题。以他为首,与陆玉婷、王巧霞、范龙飞、陈宗、王伟之等小伙伴,成立了技术攻关小组,通过调查原因、集智分析、试验确认,排除非主要制约因素,最终找到了主因,问题迎刃而解,也为陈佳夷装调团队相机镜头装调一次成功打下了技术基础。该小组20167月获得了中国航天工业质量协会颁发的“航天工业2016年先进质量管理小组”的荣誉称号,实至名归。

杂光虽然不会影响成像成败,但对于高品质相机,却是极为关键。相机研制团队在控制杂光方面,可以说是非常用心。在胡永力的领导下,以消杂光设计师李洋为核心,光学设计师王保华、光学装调陈佳夷团队、镜头结构设计师团队、焦面结构设计师、系统总体装调副主任师范龙飞等人通力合作,在镜头装调后期,根据装调出的光学镜头实测出的杂光路径,通过仿真确认,得出解决方案,再通过消杂光零部件的调试,消除所有杂光,使镜头通彻明亮,无一丝杂光,保障后续图像的完美呈现。

“如果不是近几年中国航天相机技术领域的快速发展和积累沉淀,我们自己掌握了核心关键技术,再加上团队‘追求完美’的精神,我们不可能在1年零3个月内造出这样两台高品质的相机,平均7个半月制造出一台分辨率1米的高分辨率相机。”回顾起历程,胡永力眼里都是故事。

探索出口相机研制模式

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“巴基斯坦遥感卫星一号相机是我国出口相机研制过程中外方介入程度最深,覆盖范围最广,效果最明显的一次”,该所相机负责人胡永力介绍说。“研制外星相机是一种全新的模式,同外国专家交流,不仅提高了团队的研制能力,也为团队成员拓宽了视野。同时,它也是一个窗口,通过这个窗口了解国际同行的步伐,也展示了中国航天技术实力和精神”。

巴基斯坦遥感卫星一号相机的研制过程中,首次实现国际先进研制水平的法方监造,实践了符合国际化标准的研制流程,为后续研制国际星相机奠定了基础,创建了我国对外出口相机国际化履约标准,形成了完整的文件体系,逐步探索形成了适合我国出口相机的对外产品保证模式。“研制过程中逐步创建了一套与国际接轨的遥感出口相机管理模式,同时培养了一支队伍,为中国航天相机全面进入国际市场奠定基础,也促进中巴双方深入探索更广领域的合作。”北京空间机电研究所相机总师曹东晶表示。

“巴基斯坦遥感卫星一号是一个缩影,映射出中国航天遥感综合实力的大幅度提升。对载荷研制单位北京空间机电研究所来说,对委内瑞拉、巴基斯坦实现出口,只是一个起点,我们将以此为契机,撬动更大的国际商业遥感市场。后续,我们还会开发更好的产品,开拓更加广阔的新兴国际遥感市场,在相机研制、履约、在轨售后服务等每一个环节都比照国际一流水平,充分面向市场,进而推进中国航天在国际遥感市场的份额越来越大。”相机指挥沙治波介绍到。

回忆起那些战斗的岁月,该所巴基斯坦遥感卫星一号副总师王劲强感慨诸多,“要完成这颗出口星遥感相机研制任务,需要在技术与研制标准、管理流程等多个方面按照国际标准来执行。虽然一路走过来非常艰辛,但是提升了管理水平,更为进一步打开国际市场奠定了基础”。

“我们的梦想是浩瀚星空,让我们研制的遥感器都成为天上的星星,俯瞰这颗蓝色的星球。当我们仰望星空,头顶的遥感卫星如珍珠宝石般的闪烁发光,想到那是我们的杰作,该是何等的惬意”。巴基斯坦遥感卫星一号相机团队全体人员带着美好憧憬开启了新的征程。





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