[科普中國]-胖五歸來：為何說這是個(gè)“高冷、敏銳、耳聰、目明的胖子”？

12月27日晚，全世界都在關(guān)注長征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭，這個(gè)大火箭身寬體胖，喜得外號(hào)“胖五”，也注定成為整個(gè)星空“最靚的仔”，而且還是個(gè)“高冷、敏銳、耳聰、目明的仔”。

處于轉(zhuǎn)場(chǎng)過程中的長征五號(hào)運(yùn)載火箭（資料圖）

“高冷”

胖五還有個(gè)別名叫做“冰箭”，說的就是它的“高冷”，貯箱內(nèi)推進(jìn)劑的重量占火箭總體重的90%多，裝了滿滿一肚子低溫推進(jìn)劑的火箭，“高冷”程度不是一般人能想象的。

科學(xué)研究表明，人類現(xiàn)在已知的溫度極限是-273.15攝氏度，達(dá)到這個(gè)溫度，所有物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)將靜止，物質(zhì)也將失去所有功能。

設(shè)計(jì)師陳勝哲說，胖五的液氫溫度是-253攝氏度左右、液氧溫度是-173攝氏度左右?？吹介L五火箭就等于看到了人類已知低溫的極限，洋溢著“高冷”氣質(zhì)的胖五，巋然屹立在發(fā)射工位整裝待發(fā)之際，又增加了一層洞見高深智慧的泰然。

“敏銳”

胖五非電量測(cè)點(diǎn)有近千個(gè)，以低溫為例，低溫傳感器的靈敏度達(dá)0.5K，任何風(fēng)吹草動(dòng)都會(huì)引起它的警覺。所謂非電量測(cè)點(diǎn)，就是指溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊等一系列力熱參數(shù)測(cè)點(diǎn)。參數(shù)測(cè)量離不開傳感器，用在胖五身上的傳感器耐酷暑抗嚴(yán)寒。

據(jù)陳勝哲介紹，以溫度傳感器為例，未加注推進(jìn)劑時(shí)，火箭體溫達(dá)30度左右，加注推進(jìn)劑后，火箭貯箱降至零下200多度，0.5k的靈敏度相當(dāng)于溫度波動(dòng)0.5度，傳感器都能敏銳感知并生成數(shù)據(jù)回傳。

這些傳感器在研制階段接受了“千錘百煉”，在選材、地面加載考核、試驗(yàn)量級(jí)制定等方面，設(shè)計(jì)員沒有最嚴(yán)、只有更嚴(yán)，每項(xiàng)數(shù)據(jù)都打出了富余量。

“耳聰”

導(dǎo)航天線是火箭的“耳朵”，能把“聽”到的衛(wèi)星信號(hào)傳送給接收機(jī)“大腦”。除了“衛(wèi)星”信號(hào)，它也能聽到一些其他信號(hào)，這些信號(hào)如果不濾除，當(dāng)它跟衛(wèi)星信號(hào)差不多的時(shí)候，就可能影響定位精度。其他型號(hào)就發(fā)生過衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)被其他無線系統(tǒng)干擾的質(zhì)量問題。

胖五由于箭體直徑大，各無線系統(tǒng)間距離遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為空間損耗足夠，沒進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)?？茖W(xué)家通過分析，識(shí)別出胖五衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仍存在被干擾的風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)天線進(jìn)行再設(shè)計(jì)，提高了天線抗干擾能力，可有效避免被箭上其他無線系統(tǒng)干擾的風(fēng)險(xiǎn)。

通過三再設(shè)計(jì)，胖五的“耳朵”具備了屏蔽干擾信號(hào)的功能，傳送給“大腦”的信號(hào)質(zhì)量更好啦。

“目明”

胖五的圖像測(cè)量系統(tǒng)堪稱史上最“豪華”，全身共安裝21個(gè)攝像頭，它們就像21只“眼睛”，通過它們，設(shè)計(jì)人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到火箭飛行的全過程。

圖像測(cè)量系統(tǒng)主要用于監(jiān)視火箭飛行過程中的關(guān)鍵分離動(dòng)作，包括助推分離、級(jí)間分離、整流罩分離和星箭分離。圖像測(cè)量設(shè)備由箭載圖像攝像裝置、圖像壓縮器和地面圖像實(shí)時(shí)解碼設(shè)備、圖像監(jiān)視器及數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)組成。其中，箭載圖像攝像裝置就是我們俗稱的“攝像頭”。

由于測(cè)量系統(tǒng)遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸速率的限制，箭上攝像裝置數(shù)量不能“隨心所欲”，大部分長征系列火箭的箭上攝像裝置數(shù)量都不超過10個(gè)。而長五火箭由于采用了高碼率傳輸技術(shù)，在配置攝像裝置時(shí)，顯得“游刃有余”，全箭共設(shè)有21個(gè)攝像裝置，可謂是長征火箭家族里最“豪華”的配置。這21個(gè)攝像裝置分別位于助推器發(fā)動(dòng)機(jī)艙、一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)艙、一級(jí)氧箱上底、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)艙、儀器艙外、衛(wèi)星支架等位置。

測(cè)量系統(tǒng)遙測(cè)數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)傳回的，它的傳輸速率直接決定了火箭可設(shè)置圖像測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量，長五火箭的遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸速率是以前的5倍，因此，全箭安裝21個(gè)攝像頭成為可能。特別是在火箭一級(jí)飛行段，可實(shí)現(xiàn)10路信號(hào)同時(shí)下傳，使10個(gè)攝像頭監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)能夠同時(shí)傳回。

鑒定完畢，胖五的確是個(gè)“高冷、敏銳、耳聰、目明的胖子”。

出品：科普中國

作者：趙清建

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