我国具备黑障区稳定跟踪飞船能力,黑障通信技术的突破也指日可待
神舟十五号飞船返回舱在80公里高度时与大气的摩擦加剧,温度骤增,此时气体分子、飞船表面被烧蚀的材料发生电离,进而形成包裹飞船迎风面的离子体鞘套,而离子体对电磁笔具有吸收、衰减、折射、反射、散射等效应,此种效应也被认为是新一代隐身技术的发展方向,但对于飞船而言就形成了通信屏蔽效应,因此被称为黑障。
敦煌测控区指挥长曾强介绍,在神舟十五号载人飞船返回时,他们确定了“优化黑障区雷达跟踪方案托底,完善多云天气下光学跟踪策略求精”的总体思路,在雷达和光学两个方面形成合力,圆满完成了飞船在黑障区的跟踪测量任务。
注意这里只是优化了黑障区的跟踪能力,并不是应用了黑障区通信技术。虽然目前黑障通信尚未工程应用,但我们已经在攻克这项世界难题的路上:
“主控人员依次发出主回路启动、加热启动、通入氩气、增加电压等指令,看着发生器内慢慢发出的亮光一下子变成梭子形状,团队人员激动地呼喊起来:成功了!成功了!”,这是我国“临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置”首次点火作业时的场景记录,该装置已于去年完成验收工作。
该装置可以用来解决两大战略性技术难题:“黑障通信”与“雷达探测等离子体包覆的隐身目标”。
通过“临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置”完整复现航天器再入大气黑障阶段的等离子鞘套,并基于这一现象进行通信新方法验证,研究团队采用感应加热的方式将空气加热到上万摄氏度,电离形成等离子体,同时设计出不同线型的耐高温喷管,将等离子体喷射到低气压腔体中,提出了等离子体动态特征模拟新方法。
“将空气加热到上万摄氏度高温”,仅这一指标就已经大幅超出了神舟飞船返回舱再入大气的最高温度,甚至也超出了载人登月与载人登火任务中月地再入返回、火地再入返回的温度指标。