原创 多种措施并用,确保万无一失

2007-11-2 18:27 4282 6 4 分类: EDA/ IP/ 设计与制造

     嫦娥探月工程耗资巨大,确保成功,是各项工作中的头等大事。“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”,这是周总理在我国准备进行第一次核试验的前夕向全体从事原子能事业的同志发出的重要指示。嫦娥探月计划付诸实施以后,温家宝总理也专门作出批示:高质量、高标准、高效率。


         我们知道,地月空间的强辐照环境会对电子器件产生很大影响,月球在对日面、背日面条件下的温度变化为-170℃至130℃,梯度很大。这些因素使得探月卫星运行的空间环境复杂,对卫星及各设备的环境适应性提出了更高的要求。


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嫦娥需要耐得住太空辐射和月球巨大温差


        在以往的探测中,经常会出现某个探测设备突然失灵,从而导致整个任务失败或不能完全达到目的。自1958年以来,全世界共发射了108枚月球探测器,成功的只有52枚,成功率只有48%,还不到一半。嫦娥一号卫星的探测设备能不能保证可靠地完成任务呢?在没有实践经验的基础上,如何保证载荷的性能满足要求?


  在嫦娥一号总共携带了8种探测仪器共24件,对实现科学目标的影响是不同的。有的设备至关重要,万一失效会影响整个探测任务的完成,如有效载荷的数据管理设备,由于它是所有有效载荷的公共数据通道,失效后会影响所有的探测数据的正常下行和探测仪器的控制。这些设备一般都设立了备份,也就是说当主设备失效后,可以启动备份,继续工作。应该说,8种探测仪器中的任何一台失效,只会影响这一台设备的探测结果而不会影响其他设备。


  探测设备中的一些重要部件,如电源模块,有的也设有备份,这样可以消除单点失效,以此措施来提高仪器的可靠性。另外,所有的探测仪器在地球上都进行了定标和演示验证实验,以保证到月球之后可以正常工作。


  当然,同任何航天项目一样,都存在着风险,如由于空间辐射环境的影响,可能导致元器件失效而引起设备损坏。但是任何一台探测仪器的损坏只会影响我们实现科学目标的程度,而不会导致整个探测任务的失败。因为每一个科学目标都可能有两种或者三种设备来完成,第三个科学目标是由微波探测器一种设备完成,而这个设备中有四个不同的波段,任何一个波段的失效其他三个波段仍然可以完成科学目标。


        即便如此,风险仍然存在。因为每个设备是由成百上千的元器件组成的,每个元器件都是有一定的失效率,所以设备也是有失效率的,也就是设备存在失效的可能性。我们的工作是通过设计、筛选、过程控制、检验等一系列手段去剔出早期的失效,去降低失效所带来的影响,从而提高设备的可靠性,增加任务成功的把握。


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        嫦娥一号卫星在顺利完成大型热试验后,即将进行出厂前的可靠性试验工作。图为航天五院总装与环境工程部的职工们在认真进行可靠性试验前的总装工作,为下一步按节点交付作准备。


         此次探月工程中使用的长征三号火箭,九次发射九次成功,其中有7次是发射东方红三号平台。嫦娥卫星则是以成熟的东方红三号通讯卫星平台为基础,充分继承和利用成熟技术和相关卫星的经验。总体来说,这次探月工程是“用一枚成熟的火箭发射一颗成熟的卫星”,成功的可能性很高。


        但是,毕竟这是中国的第一次探月,其中有很多新研制的设备,使用新研制的设备比已经应用过的设备,风险会更大一些。为了降低风险,设计师们对火箭进行了多项的适应性改进,特别是在可靠性工程上下了大功夫,多项关键环节采取了冗余设计。卫星这边也通过大量的地面试验进行可靠性验证,一方面是力学环境试验、热环境试验等环境试验,以验证设备对发射环境和空间环境的适应性;另一方面是电性能测试和相关的标定试验,以验证设备的性能指标是否满足任务要求。在嫦娥上天之前,还通过实地演练检验了测控系统的准确性和可靠性。可以这么说吧,该考虑的问题都考虑到了,该做的实验也都做了。

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