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原標(biāo)題：為空間交會(huì)對(duì)接持續(xù)輸出高精度

工人日?qǐng)?bào)-中工網(wǎng)記者 趙劍影

2011年11月3日，天宮一號(hào)與神舟八號(hào)成功實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，中國(guó)首次在太空上演“萬(wàn)里穿針”。

2020年12月6日，嫦娥五號(hào)月球采樣返回任務(wù)中，兩航天器實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，中國(guó)首次在距離地球38萬(wàn)公里外成為“太空紅娘”。

2022年7月25日3時(shí)13分，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙成功對(duì)接于天和核心艙前向端口。兩個(gè)20噸級(jí)航天器首次在軌實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，被稱作中國(guó)航天“分量最重”的“太空之吻”。

這其中，中國(guó)航天科工二院25所研制的關(guān)鍵核心產(chǎn)品——微波雷達(dá)持續(xù)輸出高精度，有力確保歷次交會(huì)對(duì)接精準(zhǔn)可靠。

在中國(guó)載人航天工程交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，微波雷達(dá)已十次出征、連戰(zhàn)連捷，始終保持精確測(cè)量、穩(wěn)定跟蹤。

微波雷達(dá)是空間交會(huì)對(duì)接任務(wù)的關(guān)鍵測(cè)量敏感器，具有測(cè)量及通信功能，可以在相對(duì)距離百余公里到幾米范圍實(shí)現(xiàn)兩飛行器間距離、速度、角度等相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的高精度測(cè)量及可靠雙向通信。

在交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，兩個(gè)航天器以極高的速度在太空中飛行，要快速精確“找到對(duì)方”，并且平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)對(duì)接，就必須準(zhǔn)確知道彼此的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這就需要依靠一個(gè)太空導(dǎo)航，在太空地圖上開啟高精度的“共享實(shí)時(shí)位置”。微波雷達(dá)就是為兩個(gè)航天器提供“共享實(shí)時(shí)位置”所需要的相對(duì)距離、速度和角度信息。

微波雷達(dá)的誕生，最初源于一本涂涂畫畫的稿紙。20年前，微波雷達(dá)總設(shè)計(jì)師孫武發(fā)表了一篇論文，將一種全新的編碼方式用于微波雷達(dá)，大大提高測(cè)量距離。他想，微波傳播距離遠(yuǎn)，不受光照影響，很適合應(yīng)用在太空領(lǐng)域，解決當(dāng)時(shí)的空間遠(yuǎn)距離測(cè)量難題。為了實(shí)現(xiàn)這一想法，他帶著一批年輕人開始了自主研制原理樣機(jī)。

一切從“0”開始，很多時(shí)候困難不在于如何解決問(wèn)題，而是根本無(wú)法提出問(wèn)題：原理是否正確，方案是否可行，關(guān)鍵技術(shù)有哪些，需要哪些試驗(yàn)驗(yàn)證，沒(méi)有參考和先例，一切都是摸著石頭過(guò)河。

實(shí)驗(yàn)室徹夜的燈光、試驗(yàn)場(chǎng)凜冽的寒風(fēng)、調(diào)試間里揮灑的汗水，日復(fù)一日地試驗(yàn)、琢磨、更改、再試驗(yàn)，在全新的領(lǐng)域突破一個(gè)個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。從0到1，微波雷達(dá)在天宮一號(hào)與神舟八號(hào)交會(huì)對(duì)接任務(wù)中完成了舉世矚目的“首秀”。

微波雷達(dá)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在小型化、低功耗要求下可實(shí)現(xiàn)搜索空域大、作用距離遠(yuǎn)及測(cè)量精度高。在中國(guó)首次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，微波雷達(dá)以優(yōu)于工程總體要求的卓越表現(xiàn)首戰(zhàn)告捷。此后，微波雷達(dá)不斷升級(jí)，性能不斷完善。

執(zhí)行問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙交會(huì)對(duì)接任務(wù)的微波雷達(dá)，增加了測(cè)量通信一體化功能，這是為適應(yīng)空間站建設(shè)階段多艙對(duì)接增加的“定制化”功能，可識(shí)別不同對(duì)接口處的應(yīng)答機(jī)。

“我們把執(zhí)行空間站建設(shè)的微波雷達(dá)定義為二代產(chǎn)品，它延續(xù)了第一代產(chǎn)品的測(cè)量性能，不僅增加了測(cè)量通信一體化功能，還采用軟件加固方法為產(chǎn)品搭建了一套“自我修復(fù)系統(tǒng)”，就像披上了一層自我修復(fù)的盔甲，在應(yīng)對(duì)空間高能粒子沖擊時(shí)能及時(shí)識(shí)別損傷并快速恢復(fù)產(chǎn)品正常功能。”孫武介紹說(shuō)，“這都是為適應(yīng)空間站建設(shè)任務(wù)要求。”

十年來(lái)，中國(guó)交會(huì)對(duì)接技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、更加先進(jìn)，微波雷達(dá)的精度也在體積更小、重量更輕、功耗更低的情況下，逐步實(shí)現(xiàn)幾個(gè)數(shù)量級(jí)的提升，這意味著它在太空中測(cè)量得更準(zhǔn)、工作得更久……

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