嫦娥五號(hào)月球采樣返回,是我國(guó)航天領(lǐng)域迄今為止.復(fù)雜、難度..的任務(wù)。6日,中國(guó)航天科工集團(tuán)有限公司第二研究院25所研制的嫦娥五號(hào)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá),作為中遠(yuǎn)距離測(cè)量的..手段,成功引導(dǎo)..月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接。該對(duì)接技術(shù)是任務(wù)中“四大關(guān)鍵技術(shù)”之一,更是中國(guó)..乃至人類(lèi)..的技術(shù)創(chuàng)新。此次關(guān)鍵任務(wù)的核心產(chǎn)品——交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá),在全世界的目光中,表現(xiàn)完美。
給嫦娥五號(hào)裝上微波雷達(dá)“千里眼”
25所研制的微波雷達(dá)是成對(duì)產(chǎn)品,由雷達(dá)主機(jī)和應(yīng)答機(jī)組成,分別安裝在嫦娥五號(hào)探測(cè)器的軌道器和上升器上。當(dāng)軌道器、上升器相距約100公里時(shí),微波雷達(dá)開(kāi)始工作,不斷提供兩航天器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù),并進(jìn)行雙向空空通信,軌道器和上升器會(huì)根據(jù)雷達(dá)提供的信號(hào)調(diào)整飛行姿態(tài),直至軌道器上的對(duì)接機(jī)構(gòu)捕獲、鎖定上升器。這個(gè)過(guò)程中,微波雷達(dá)就像軌道器和上升器上的“眼睛”,讓它們能互相“看到”對(duì)方位置。
據(jù)微波雷達(dá)總工程師孫武介紹,在此前的載人航天工程任務(wù)中,我國(guó)航天器在近地軌道進(jìn)行過(guò)多次交會(huì)對(duì)接,都應(yīng)用了25所微波雷達(dá),實(shí)現(xiàn)了五戰(zhàn)五捷的佳績(jī)。
但此次在距離地球38萬(wàn)公里之外的月球軌道開(kāi)展交會(huì)對(duì)接,難度與此前不可同日而語(yǔ)。“與近地軌道相比,月球軌道沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航等服務(wù),微波通信是中遠(yuǎn)距離的..手段。而且月軌環(huán)境更復(fù)雜,要克服月球引力影響,所以對(duì)微波雷達(dá)提出更為苛刻的要求。為此,25所攻克了相位干涉儀測(cè)角、大寬角度測(cè)量等關(guān)鍵技術(shù)?!睂O武說(shuō)。
因嫦娥五號(hào)的軌道器和上升器體量相差巨大,二者的交會(huì)對(duì)接是“大追小”的復(fù)雜受力過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)二者“手拉手”,對(duì)微波雷達(dá)的測(cè)角精度要求更高。
微波雷達(dá)項(xiàng)目的主任設(shè)計(jì)師賀中琴介紹,微波雷達(dá)主要作用在100公里到20米的中遠(yuǎn)程范圍,精度的提高使得兩個(gè)航天器距離20米時(shí),上升器對(duì)接機(jī)構(gòu)的鎖定圓面,半徑縮小好幾厘米,大幅提升了精準(zhǔn)對(duì)接的勝算。
此外,上升器在落月時(shí)難免形成揚(yáng)塵,這些干擾將會(huì)嚴(yán)重降低測(cè)角精度。為確保安全度過(guò)月球之旅,25所設(shè)計(jì)師在應(yīng)答機(jī)上安裝了特殊材料的防塵罩,“就像給‘千里眼’戴上了‘護(hù)目鏡’,‘嫦娥’的這雙‘千里眼’,就不會(huì)被灰塵干擾?!鼻嗄暝O(shè)計(jì)師紀(jì)博解釋說(shuō)。
微波雷達(dá)“減肥”數(shù)公斤并增添“順風(fēng)耳”功能
孫武說(shuō):“我們?yōu)檫@次交會(huì)對(duì)接打造的不僅是‘千里眼’,還是‘順風(fēng)耳’,升級(jí)后的它更小巧、更強(qiáng)大、更可靠?!?
微波雷達(dá)在保證交會(huì)對(duì)接測(cè)量“本職工作”的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了遙控指令和遙測(cè)參數(shù)在航天器之間的雙向傳輸,使得軌道器與上升器之間可以進(jìn)行“溝通對(duì)話”。
“以前就像老師上課點(diǎn)名,雷達(dá)發(fā)消息,應(yīng)答機(jī)答‘到’。但現(xiàn)在不僅要點(diǎn)名,雷達(dá)和應(yīng)答機(jī)之間還要負(fù)責(zé)上升器和軌道器之間的信息傳遞?!辟R中琴說(shuō)。
此前,“天舟”“天宮”交會(huì)對(duì)接所使用的微波雷達(dá)已實(shí)現(xiàn)減重一半,這次嫦娥五號(hào)任務(wù),微波雷達(dá)再次“減肥”數(shù)公斤。
“這相當(dāng)于月壤采樣重量的2倍,哪怕一克的重量減輕,對(duì)月壤采樣任務(wù)的意義,都是巨大的?!睂O武說(shuō)。
25所此次微波雷達(dá)在對(duì)接過(guò)程中的完美表現(xiàn),也是孫武團(tuán)隊(duì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量“零缺陷”的堅(jiān)持,對(duì)“一次成功”的詮釋。“經(jīng)過(guò)七項(xiàng)單機(jī)試驗(yàn)、三項(xiàng)分系統(tǒng)試驗(yàn)和五項(xiàng)系統(tǒng)試驗(yàn)的充分驗(yàn)證,我們和它都做好了充分的準(zhǔn)備?!辟R中琴透露,“針對(duì)月球軌道的特殊應(yīng)用,與前幾次相比增加了抗月塵試驗(yàn)、抗干擾試驗(yàn)和交會(huì)對(duì)接無(wú)線兼容試驗(yàn)驗(yàn)證,它的表現(xiàn)很好?!?
此次,我國(guó)..在地外天體實(shí)現(xiàn)無(wú)人交會(huì)對(duì)接技術(shù)。在交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)引導(dǎo)下,嫦娥五號(hào)成功實(shí)現(xiàn)“太空牽手”。孫武心情激動(dòng):“我們已整裝待發(fā),向月球進(jìn)發(fā)!向更遙遠(yuǎn)的深空進(jìn)發(fā)!向更廣闊的領(lǐng)域進(jìn)發(fā)?!保ㄕ叉拢?
(責(zé)編:趙竹青、呂騫)
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