大皖新聞訊 今年9月10日，來自國家航天局的消息，我國探月工程四期任務已獲國家批復，目前進展順利。記者了解到，從探月工程一期開始，中國電科第16所低溫電子團隊研制的特種低溫接收機就參與其中，為地面測控和通訊系統裝上了“順風耳”，精確接收遠至上億公里之外的微弱信號。據悉，這一“安徽造”的高精尖技術未來還將在我國探月工程四期、以及小行星探測等深空航天探索中，不斷發揮作用。

工作人員裝配測試低溫接收機。

助力探月工程接收遙遠深空信號

2020 年11 月24 日，我國探月工程第三步收官之戰的嫦娥五號月球探測器在海南文昌發射場發射成功，標志著我國探月工程重大科技專項“繞、落、回”三步走發展戰略圓滿完成。

中國電科第16 所研制的特種低溫接收機，采用低溫制冷的方式，通過物理極限大幅降低電子器件的熱噪聲，使接收系統獲得“超級靈敏度”，為地面測控和通訊系統裝上了“順風耳”，精確接收遠至上億公里之外的微弱信號。

中國電科第16 所低溫電子事業部主任陸勤龍介紹，作為國內唯一一家低溫接收機研制單位，16 所2020 年交付由19 套低溫接收機系統組成的全系列低溫接收機，應用于探月工程的測控系統和地面應用系統，在信號接收方面不斷發力。

“我們研制的低溫接收機參與嫦娥五號任務測控系統和地面應用系統，還應用在深空測控網、VLBI 測軌分系統天馬、南山、密云、昆明、佳木斯、喀什和內務肯站，以及地面應用系統數據接收分系統密云和昆明站?！?/p>

陸勤龍介紹，早在2005 年我國探月一期工程開展期間，中國電科第16 所低溫電子接收機就開始參與地面測控工作，包括“嫦娥一號”從距離地球38 萬公里的環月軌道將第一張月面圖像的傳回，都有低溫接收機的“功勞”。

可把環境溫度降到零下253攝氏度

那么這個聽起來非?！案叽笊稀钡脑O備到底長什么樣，又是如何為遙遠的外太空服務的？日前，記者來到中國電科第16 所探訪。在裝配車間里，工作人員正在對一個煤氣罐大小的金屬裝備進行裝配調試，這就是在深空信號接收中發揮作用的“神秘主角”。

說到低溫接收機，陸勤龍拿人們常見的空調打個了比方。“空調制冷機的物理學原理就是通過對空氣壓縮膨脹，產生冷熱的環境。”低溫接收機的原理大致相同。這意味著經過一系列的反應，科研人員可以把周遭的環境溫度降到零下253 攝氏度，這是僅比絕對零度高一點的極致低溫。

與近地的航天不同，月球距離地球有38 萬公里，火星探測最遠的測控距離達到4 億公里，遙遠的信號傳輸到地球就非常微弱了。陸勤龍告訴記者，深空信號的探測可以通過提高接收天線的器件的水平實現，但材料工藝是有限制的，如果還想繼續提高，就需要把操作的空間交給低溫接收技術了。

據介紹，電子元器件的熱噪聲是隨著環境溫度相關的，環境溫度越低，熱噪聲水平就越低，就意味著靈敏度越高，對微弱信號的感知能力就越強?！皽囟冉迪聛砹?，根據噪聲機理，淹沒在下面的微弱信號就能浮現出來，被人們所接收。”借助接收到的信息，科學家們才有機會展開進一步的研究。

不斷突破完成核心器件國產化

2010 年從中國科大碩士畢業，陸勤龍躬耕在低溫電子領域已有12 年。如今已是低溫電子事業部負責人的他坦言，他們這支隊伍就是站在前人的肩膀上，以探月工程為需求牽引，對低溫接收機技術不斷創新研發，努力將我國的低溫電子領域技術從空白推到了世界前列。

從2013 年開始，為了實現關鍵核心元器件國產化的突破，他們開始一段長達近三年的沉潛與嘗試。

“一開始我們也很茫然，就廣泛地去選一些國產的芯片來做低溫下的測試，發現都失敗了。那就只能是我們自己去設計，然后去找工藝線生產?！标懬邶堈f，作為一門小眾的低溫精尖產品，市面上的常溫工藝生產線無法滿足參數需求，他們需要重新設計建模測量，把符合低溫電路的參數模型給提取建立起來，“從底層再走一遍”。

讓人欣慰的是，有了這些腳踏實地的原創性探索，在國家探月工程三期開展期間，這支平均年齡在38 歲以下的團隊，就已經實現了包括低溫放大器等在內的核心器件國產化，實現了核心技術的自主可控。

目前，團隊有研發人員80 余人，其中獲國務院政府特殊津貼1 人，研究員級高工7 人，高級工程師30 人，高級及以上職稱占比48%，近年來獲得安徽省、工信部、集團公司、軍隊等省部級科技進步獎20 余項。他們聚焦低溫電子學在電子信息領域的前沿技術需求，以電子器件熱噪聲的溫度特性、超導零電阻特性、超導溫度轉變特性為理論基礎，著重開展77K 到絕對零度深冷范圍內材料與半導體器件的電子學特性及其應用、極微弱信號探測和接收技術研發、產品研制和成果轉化。

未來繼續服務國家重大工程項目

記者了解到，不僅是探月工程，由他們團隊研發的接收機服務還應用于火星探測、中國天眼等國家重大工程項目。

針對火星探測對微弱信號高靈敏度接收需求，團隊首次將低溫低噪聲放大器、超導濾波器等低溫電子器件應用到地面測控及應用系統數據接收系統中,研制了S/XKa頻段低溫接收機。等效噪聲溫度等核心指標達到國際先進水平，大幅提升接收系統測軌精度和數據傳輸速率。已應用到喀什、佳木斯等3個深空測控站，上海天馬、北京密云等4個VLBI測控站和天津武清等2個地面應用系統數據接收分系統中，成功保障了著巡組合體的測控與火星車的數據接收任務。

此外，為了滿足中國天眼——貴州500 米口徑球面射電望遠鏡(簡稱FAST )對脈沖星、中性氫譜線等微弱射電信號的觀測需求,團隊突破了超寬帶低溫低噪聲器件設計、大口徑饋源制冷集成等關鍵技術，在國內首次研制出超寬帶低溫接收機,等效噪聲溫度等核心指標達到國際先進水平，替代同類型進口產品，有力保障了FAST 對近500顆脈沖星的發射和觀測任務。

如今，中國電科第16 所低溫電子事業部研發的一百多套低溫接收設備，正運行在深空探測、天文臺等領域。陸勤龍透露，他們的技術未來還將繼續服務國家的航天項目，包括探月工程四期、小行星探測等領域，為航天事業發展不斷貢獻科技力量。

大皖新聞記者 陳牧 攝影報道