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第一次跨越38萬公里交會對接
微波雷達助嫦五大空牽手
【中新社北京12月6日電】(作者 郭超凱)12月6日,嫦娥五號探測器成功完成中國首次月球軌道無人交會對接。由中國航天科工集團有限公司研製的嫦娥五號交會對接微波雷達,作為探測器在月球軌道中遠距離測量的唯一手段,成功引導嫦娥五號實現首次月球軌道無人交會對接。該對接技術是嫦娥五號任務中“四大關鍵技術”之一。
看得清 更精準
嫦娥五號交會對接微波雷達是一組成對產品,由雷達主機和應答機組成,分別安裝在嫦娥五號探測器的軌道器和上昇器上。當軌道器、上昇器相距約100千米時,微波雷達開始工作,不斷為導航控制分系統提供兩個航天器之間的相對運動參數,並進行雙向空空通信。兩航天器根據雷達提供信號調整飛行姿態,直至軌道器上的對接機構捕獲、鎖定上昇器。隨後,上昇器中的月壤樣品和容器進行轉移。
中國航天科工集團二院25所交會對接微波雷達總工程師孫武介紹,在此前的載人航天工程任務中,中國航天器在近地軌道進行過多次交會對接,都應用了航天科工的微波雷達。五戰五捷的表現足以證明,中國已經成功掌握交會對接技術。但不同的是,這次是在距離38萬公里之外的月球軌道,難度更大。
“與近地軌道相比,月球軌道沒有衛星導航等服務資源,微波通信是中遠距離的唯一手段。月軌環境更複雜,要克服月球引力影響,所以自動交會對接對微波雷達提出的要求極為苛刻。為此,微波雷達團隊攻克了相位干涉儀測角、大寬角度測量等關鍵技術。”孫武說。
此外,裝有對接用應答機的上昇器在落月時難免形成揚塵,這些肉眼不可見的月塵干擾將會嚴重降低測角精度。為確保安全度過月球之旅,應答機上安裝了特殊材料的防塵罩。“就像給‘千里眼’戴上了‘護目鏡’,‘嫦娥’的這雙‘千里眼’,就不會變成‘近視眼’,甚至‘全盲’。”25所青年設計師紀博已經是第二次參與交會對接任務,說起自己的產品,她自豪與興奮地打起了比方。
會說話 更可靠
“我們為這次交會對接打造的,不僅是‘千里眼’,還是‘順風耳’,昇級後的它更小巧、更強大、更可靠。”孫武說。
微波雷達在保證交會對接測量“本職工作”的同時,還昇級了航天器之間雙向空空通信的“第二職業”。從雷達與應答機之間“一問一答”的傳輸方式,昇級至軌道器與上昇器之間的“溝通對話”,實現了遙控指令和遙測參數的雙向傳輸。
“以前就像老師上課點名,雷達發消息,應答機答‘到’。而現在它們不僅自己要通話,還要負責上昇器和軌道器之間的信息傳遞。”25所微波雷達項目主任設計師賀中琴說。
在此前“天舟”、“天宮”交會對接中,25所研製的微波雷達已經實現減重一半,這次嫦娥五號任務,微波雷達再進一步開展輕量化的改進。“交會對接雷達減去的重量比月壤採樣重量還高,哪怕一克的重量減輕,對月壤採樣任務的意義都是巨大的。”孫武感慨道。
中國航天科工交會對接微波雷達在月球軌道的“完美表現”,見證了中國首次在地外天體實現無人交會對接技術。孫武表示,微波雷達的每一步成長記錄、每一幀拍照留存,都實現了百分百的過程可追溯;反復的測試迭代和全覆蓋的試驗驗證,確保產品功能、性能的萬無一失。
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