成功着陆！网络通信研究院深空测控系统为“天问一号”火星着陆保驾护航
5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。网络通信研究院深空测控系统，为探测器着陆提供坚实的技术保障。
我国是全球首个在第一次火星探测中就完成“绕、落、巡”三项任务的国家。网络通信研究院“天问一号”任务测控系统总师耿虎军介绍，在本次火星探测任务中，“我们研制的多型测控系统，在探测器发射、火星环绕、着陆和巡视探测各个阶段，执行地面遥控、遥测、高精度的目标导航、数据接收等任务，为首次火星探测提供坚实测控和通信技术保障。”
当然，测控站并非单独行动的，任务的成功需要各个深空测控站密切配合，这些散布在广袤大地上的一个个深空测控站实力上演“联手接力”，保障探测器着陆和火星车探测。通过组成的一张看不见的“深空测控网”，将一条条命令及时准确地送达远在上亿公里之外的探测器上，精准执行着巡器与环绕器分离、火星着陆等任务所需的远程控制；高性能接收探测器获得的火星图像、火星形态结构等科学数据，同时接收探测器发回地球的遥测信息，全程掌控任务设备状态，并为任务提供数据支持。
在火星车着陆的全任务过程中，喀什深空测控站和阿根廷深空测控站对环绕器和火星车实施双目标的测控、数据接收和测速测距等外测任务。
两深空测控站对环绕器接力发令，控制环绕器的姿态并进行测距测速，接收环绕器的遥测信息和数传数据。之后，喀什深空站对环绕器进行单站测控，通过发送上行遥控指令控制环绕器实施降轨操作，为火星车降落火星作最后的准备工作。阿根廷深空站对环绕器进行单站测控，其间会根据环绕器+火星车组合体的姿态和工作状态对其实施精密调整和控制，并通过发送遥控指令控制环绕器与火星车分离。两站配备的VLBI采集记录设备也会在整个着陆任务过程中对探测器进行精确的测定轨。在这样的“通力合作”下，探测器才能“指哪打哪”。
由于巨大的通信时延使地面测控设备无法实时对火星车的最后着陆阶段进行测控，因此最后着陆的大约9分钟时间被称为“恐怖9分钟”，在此期间火星车通过预先设置好的程序自主实现着陆过程。本次天问一号探测器着陆后，两站将继续作为深空网的主力装备为整个天问一号任务的圆满成功提供坚实的测控保障。
此外，网络通信研究院作为设备总体单位，主持的喀什4套35米天线组阵系统，也为天问一号任务全过程提供技术保障。“这套系统，为火星探测任务而研制，也是我国首个35米深空探测天线阵，它可以实现对远在4亿公里以外的火星探测器进行极高灵敏度的微弱信号组阵接收。”耿虎军指出，它的研制，为未来我国走向更深远的太空提供了雄厚的测控技术储备。
在广袤的星际空间，探测器距离地球会非常遥远，这导致地面站接收到的信号极其微弱。网络通信研究院通过组阵技术，将4套35米天线进行组阵合成，可以将多个天线接收到的微弱信号汇合起来，能够极大地增强地面系统的接收能力。据悉，这套系统，达到了等效口径66米的接收效果，“以较小的成本代价和最优的性价比，满足了深空任务的数据接收需求。”
该组阵系统建设突破了不少关键技术，采用高性能的实时及事后多天线信号组阵合成算法，通过多天线系统的综合资源调度以及任务管理，实现天线单元间高同步高精度的时频信号分发以及数字化采样，从而为接收“天问一号”探测器传回的微弱信号提供高质量服务。
除了4套35米深空天线组阵系统，网络通信研究院还研制了亚洲最大单口径全可动天线70米天线，该天线具备稳定接收微弱人造数据信号和感知极微弱宇宙自然天体辐射电磁波等功能，为接收天问一号探测器传回的科学数据提供坚实保障。
“准确获取火星探测数据，天线指得准是关键。”70米天线总师助理张伟说，为保证天线指向精度，研制团队采用了多电机控制、抗阵风扰动以及多参数指向标定修正等多项新技术，使天线指向精度达1/360度左右，天线指向精度达到9角秒。团队还采用了副面赋形和实时吻合、反射体温度场控制等多个专项技术，使得天线主反射面面形精度优于1毫米。除此之外，在天线反射体和底座等关键部位，还设置了温度、倾斜仪、气象仪等传感器，对天线的温度和形变进行实时监控和修正，进一步提高天线的指向修正精度。
▲技术人员在现场保障
为保障本次发射任务万无一失，网络通信研究院派出多名精干技术人员在现场进行保障。
网络通信研究院技术人员刻苦攻关几十载，从载人航天工程、探月工程到火星探测任务，走出了科技自立自强的坚实步伐，走出了国家可信赖的央企风范，为我国火星探测任务继续贡献自己的力量。