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神十四發射前:酒泉發射中心捕獲幹擾信号!十小時追蹤鎖定目标

據中國載人航天工程辦公室消息,北京時間2022年6月5日10時44分,搭載神舟十四号載人飛船的長征二号F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射,約577秒後,神舟十四号載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道。

17點42分,神舟十四号載人飛船已采用自主快速交會對接模式,經過6次自主變軌,成功對接于天和核心艙徑向端口,從發射到對接完成共用時6小時58分。

神舟十四号任務已經完美收官,但各位有所不知的是就在神舟十四号飛船發射前曾發生一起酒泉衛星發射中心遭到信号幹擾的事件!

酒泉衛星發射中心捕獲異常信号!究竟有多嚴重?

5月12日20點30分,位于酒泉衛星發射中心技術總體部門二樓的機房裡,電磁兼容組專業組負責人王李鵬和同事進行某航天任務的技術檢查時,發現了一個奇怪的信号,就在前幾天,發射場進行任務檢查時就出現過短暫未知來源定位幹擾信号,王李鵬意識到兩者可能存在一定的關聯。

但這個信号時有時無,這次出現和上次一樣,同樣也是出現一會就消失不見了!怎麼辦?一個難題擺在了王李鵬的面前,盡管距離發射還有二十多天時間,但這個信号存在就有可能會幹擾垂直總裝測試任務,發射場的電磁兼容是一個環環相扣的工程,突然出現的幹擾信号有可能就會破壞經過嚴格兼容測試的電磁環境。

電磁兼容:到底是什麼鬼?

電磁兼容是一個非常嚴肅的課題,說得簡單點就是在現場工作的各個無線電(大環境)或者電磁配件(小環境)不會互相幹擾,可以正常工作,因此我們在拆開計算機或者電視機時,總能看到一個用金屬屏蔽罩覆蓋的區域,那個就是工作頻率比較高的高頻區,這個金屬罩就是讓内部的電磁波以法拉第籠的形式接地,不至于幹擾外圍。

然而在開放區域,比如發射場、水面艦艇比如驅逐艦、巡洋艦和航空母艦等,現場會有各種波段的雷達,也有多個波段的通信設備,還有測控波段以及監控上行和下行通信波段等等,這些信号之間最低要求就是不能互相幹擾,最好就是在嚴格的電磁環境下都能各司其職,比如雷擊以及周圍強電磁幹擾時。

顯然後者是不可能的,因此當一個已經調試完成電磁兼容的區域,突然出現個強電磁幹擾信号進入時其影響是未知的,因為第一個不知道這個信号的頻率會不會漂移,第二個則是這個信号會不會突然增強,這兩個都有可能會影響現場電磁環境,一旦發射測控信号被幹擾,那後果是不堪設想的!

火箭測控的指令有星載計算機發出的控制指令,也有地面發出的測控指令,從理論上來看前者很難被幹擾,因為是有線控制的,但強電磁幹擾注入仍然有可能,而後者則相對比較容易被幹擾,隻要信号強度夠強或者同頻信号,那麼被幹擾概率很高了。

簡單地說就是火箭測控指令一旦被幹擾,那麼有可能出現不動作甚至誤動作,無論是哪個對火箭影響都是未知的,輕則姿态不穩,重則星箭俱毀。

2020年3月16日,我國長征七号甲運載火箭在海南文昌火箭發射基地首飛失利。2020年4月9日,我國西昌衛星發射中心用長征三号乙運載火箭為印尼發射通信衛星,第三級工作異常,衛星發射再次失利。

當時就有人懷疑是美軍幹擾所緻,不過後來經調查,長征七号甲火箭故障原因是助推器氧箱出流口發生了空化現象,這可能會導緻泵入口壓力降低,不滿足發動機工作的下限要求所緻(澎湃網報道),而長征三号乙運載火箭則是第三級火箭點火失利所緻

盡管并非幹擾所緻,但幹擾确實是其中因素之一,而電磁環境保障也是發射現場的綜合保障非常重要的技術手段,比如天和核心艙發射時海南省工信廳無線電監督管理局就擔任了火箭發射無線電安全保障任務。

十餘小時追蹤鎖定目标,結果虛驚一場

因此擔當發射場電磁保障的王李鵬感覺壓力實在山大,怎麼辦?一個難題擺在王李鵬和同事這個保障小組面前,王李鵬保障小組對異常信号進行了分析,通過專業的逐幀對比和判斷,發現存在一定的頻移,盡管很微弱,但仍然能看出這個信号是運動的,因此王李鵬認為這個幹擾信号可能來自一輛汽車。

但這個信号時有時無,導緻鎖定這輛車難度極大,小組隻能24小時不間斷守着信号監測區域,隻等信号出現,同時調取發射場周圍的監控,調查哪個運動目标能貼合信号頻移計算出來的速度。

終于在13日中午時分在發射場附近找到了那輛汽車,根據采樣到的信号分析,與幹擾信号一緻!最終在車内發現了車載定位幹擾器,終于問題解決,為神舟十四發射任務提供了堅實的保障。

延伸閱讀:車載定位幹擾器

這個玩意兒主要是屏蔽車内定位系統工作的,有些朋友會經營和銷售抵押車,一般這些車上都會被裝上多個定位器,可能會被抵押方跟蹤并收回,因此購買了這些抵押車的朋友會用車載定位幹擾器,使定位器無法工作。

這類裝置使用的初衷是幹擾車内定位器的工作,但由于功率控制上的問題,可能會外溢,也就是說可能會導緻一個區域内的定位系統工作不正常,一般常用的定位系統頻率:

北鬥二号頻率:

  • B1:1559.052~1591.788MHz

  • B2:1166.22~1217.37MHz

  • B3:1250.618~1286.423MHz

GLONESS頻率

  • L11602.0-1615.5MHz,

  • L21246.0-1256.5MHz

GPS頻率:

  • 中心頻率:L1:1575.42MHz

  • L2:1227.6MHz

  • L5:1176.45MHz

一般情況下這些穿透電離層的無線電信号不太會在地面使用,常用波段分布如下:

定位信号屬于L波段,部分搜索雷達會使用這個頻段,不過由于定位幹擾因為頻率漂移,可能會導緻大範圍幹擾!

也可能因為功率過大導緻大面積定位系統故障,比如需要GPS或者北鬥授時的設備,因為定位系統不隻是定位使用,還有非常重要的授時功能,因此這類幹擾器在重要設施附近出現時一定會被重點關注。

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