本月24日我们翘首以盼的"嫦娥五号"将要奔月，而之前发射火星探测器"天问一号"已经飞行突破了3亿公里，这一切背后有一个重要系统在"神经中枢"作用的系统在保障任务正常进行，这就是我国独立自主建立的深空测控网，如今其又添加了"猛将"，我国首个深空天线组阵系统在喀什落成，为即将开始的新一轮探月工程，以及正在进行的火星探测工程提供测控服务。

图01：喀什4*35深空天线组阵系统 （图片来源：央视新闻）

那么由众多卫星站组成的深空探测网究竟在航空航天活动中扮演什么样的重要角色？我国第一个深空天线矩阵系统又有什么黑科技，将会为我们以后航天航空活动带来哪些便利呢？

从无到有，从租到建，从分散到集群，我国逐步建立全面的深空探测网络系统

深空测控网主要指的是对航空器执行任务时用于跟踪、测量、控制、信息传递的专用系统。而我国将月球探测作为深空探测的起点，逐步建立的深空探测网为探索宇宙空间提供了绝对的中坚力量，同时因为起步晚，基础差成为我国航天航空深空测控的现实。

图02：全球主要深空测控设施布局 （图片来源：网络）

美国、日本、欧洲航天局等航天航空机构已经建立了完备的深空网络，而我国由于受地理位置限制，除了在阿根廷建立了海外深空站，我们还要和其他机构合作才能完成测控任务。

今年瑞典公司建造的位于澳大利亚Yatharagga测控站宣称不再续约，这是用实例在说明必须独立自主建立自己的深空测控网。

图03：中国深空测控网5°仰角测控覆盖示意图 （图片来源：网络）

然后，这不是一项技术的突破，经过努力就可能突破，为了克服地球自转的影响，实现对执行任务航空器的连续监测、控制，就必须要在全球范围内进度上每隔120度就建站，事实上要想在全球建站还有更多的非技术上的考量。

图04：深空测控系统组成示意图 （图片来源：网络）

中国的深空测控系统是伴随着探月工程"绕、落、回"三步走的战略步伐逐步建设和发展起来的, 历经了探月工程一期利用服务于地球轨道卫星任务的航天测控网完成40万公里以远目标测控任务, 实现了远距离测控技术的突破; 探月工程二期建设了国内两个深空站, 初步具备了独立实施深空探测任务测控支持的能力; 在探月工程三期中, 建设了位于南美洲的第3个深空站, 从而形成了全球布局功能体系完备的深空测控网。北京航天飞行控制中心作为中国月球与深空探测任务的操作控制中心, 负责完成深空探测全任务过程的操作控制和管理工作。

图05：潜在深空光通信可选地面站址的分布示意图（图片来源：网络）

经过不断努力，我国的深空测控网基本建立，主要有分布在中国东北部地区佳木斯深空站，西北部地区的喀什深空站，还有位于南美洲的阿根廷深空站组成，这就具备支持各类月球和深空探测任务的多频段遥测、遥控、数据接收和跟踪测量等功能, 经过不断发展已经成为了是世界上功能完备全球布局的三大深空测控网之一。但是面对越来越多的深空探测任务这些还远远不够。

未来在陆地上，我们很可能需要在青藏高原、云贵高原建立深空测控站，而在海外潜在的建立站点位置则可以再非洲大陆不同维度上选择。陆地站点的逐渐加强建立，将会极大地减少服务盲区。

针对盲区，目前我国"远望系列"远洋移动卫星站已经非常成熟了。为了这次"嫦娥五号"奔月之旅，11月19日，"远望3号"已经奔赴指定地点，现在已经完成联调任务，静静的等待"胖五"发射升空，为其提供测控支持。

图06："远望3号"已经奔赴指定地点 （图片来源：央视新闻）

从单到组，从固定到移动，覆盖全球为航天航空配备属于自己"中枢神经"

我国的陆地测控网逐渐形成，佳木斯2套66m深空测控设备和喀什35 m已经多次为探索月球、探测火星提供全方面服务。

图07：佳木斯66m深空测控设备（图片来源：今日头条【电动工具迷】）

例如今年的8月1日21时，"天问1号"探测器如期进入佳木斯深空站测控范围，深空站就及时发现并成功捕获目标，完成天地链路建立。而位于喀什的深空站由于特殊的地理优势，亟需升级，通过本次建设的3个35 m口径新天线, 与原有的1个35 m天线组成"4*35天线阵系统", 通过我国研发的天线组阵接收技术, 使得喀什深空站在X频段深空任务测控通信数据接收能力可以达到与佳木斯深空站66 m深空测控设备相当的水平。

图08："远望3号"已经奔赴指定地点 （图片来源：央视新闻）

而测量船可在广阔的大洋上灵活选点布站、机动应急测控，覆盖地面站仰角盲区以便完成测控任务，可以说测量船既是"千里眼"，又是"风筝线"，更准确说是"神经中枢"，因为它不仅能够测量飞行器轨道，也能够发送控制指令，遥控卫星进行变轨、姿态调整、太阳能帆板展开等动作。

40多年来，远望号测量船相继完成了从火箭测量到卫星测量、从单一测量到综合测控、从卫星测控到载人航天器测控通信、从地球轨道测控到月球轨道测控、从单目标到多目标测控进而逐步遂行多样化试验任务等重大跨越。

不仅如此为了测控通讯更加安全，我国的量子通信发展迅速，为快速建立完整齐全的测控网络，让整个系统更加安全高效提供有效保障。

图09：在月球背面嫦娥四号着陆器、玉兔二号月球车以及鹊桥中继星工作示意图 （图片来源：网络）

未来通过广域天线组阵技术还可以将国内可用的大口径天线都连上专用网络,建成地面测控天线矩阵，就能够形成等效天线口径超过150 m的接收能力。那时候离地球4亿公里以外的太空探测也尽在掌握。

图10：中国地月空间VLBI概念图（图片来源：网络）

总结

目前，随着"嫦娥五号"的发射计划日期的临近，长征五号已经完成垂直转运，这个"胖五"将提供800吨的推力将"嫦娥五号"顺利送上月球，喀什的国内首个深空天线组阵系统启用，"远望3号 "已经到达指定地点，全系统第一阶段联调已经完成，静待11月24日"嫦娥五号"一飞冲天，在月球挖好土，成功带回来。

2020年，是中国探索太空的高光时刻，而伴随科技发展，这将成为常态。

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