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为"天宫""神八"牵起红线 详解交会对接微波雷达

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新华网北京11月3日电 在茫茫太空中,天宫一号和神舟八号神奇相约,顺利交会对接。如果说牛郎和织女要走到一起,需要有根红线。而“神八”飞向“天宫”,从相距150公里到400米,这段非常重要的飞行,就缺少不了交会对接微波雷达这位“大媒人”,为“天宫”“神八”的“胜利之吻”牵起红线。

据了解,要实现两个航天器在太空的“相遇”和“相连”,也就是交会对接,就必须清楚两个航天器当时的飞行状态参数,例如飞行的速度、相对的角度和之间的距离等等。当了解了这些数据,强大的计算机系统就可以计算出控制指令,“命令”他们朝“相遇点”前进。

在航空航天等领域,测量目标的速度、距离等参数的工具是雷达,它就像人的眼睛和耳朵。雷达不受白天黑夜的限制、也不受乌云雨雪的阻挡。这一点在人们常用的“倒车雷达”中有所体现。当然,具备测速功能的雷达比普通的雷达还要复杂很多。

激光雷达可以进行立体成像,但因为在大气中衰减严重,所以探测距离短,用于太空中飞行的航天器就有缺点。

微波雷达的功能相对强大,它受电磁干扰小、探测距离远、精度较高,但对近距离的测距精度、测速精度就会差一些。

如果能研制一款近、中、远距离都具备高精度测量参数的微波雷达就很完美了。可是在巨大的技术瓶颈面前,这样的产品在国内一直没有研制出来。

经过多年的研究和大量的试验验证,中国航天科工二院25所研制的微波雷达诞生了。它的实际测量范围上至百余公里、下至几十米,在如此之大的跨度中,它的测距精确程度可以达到一把学生所用文具尺的长度,测角精度可以到达更高,相当于人眼测试视力时相邻两行之间的角度。而速度测量的误差更是微乎其微。

此外,该雷达具有体积小、重量轻的特点,它使用方便、操作简单。整个装置类似Ipad2大小,重量还不到12公斤。看到如此袖珍的“高科技之眼”,让人很难想象它是在万里太空掌控航天器的关键装置。

除了微波雷达外,高精度加速度计,更是被誉为交会对接的“忠实向导”。“只要有它在,交会对接任务就十拿九稳。”它就像一位素质过硬的向导,随时随地向控制中心精确 汇报 飞船飞得有多快、姿态咋样、现在到哪儿了。

高精度加速度计,体积仅比常用的方形饭盒略大一些,却是“神八”上精度最高的加速度测量装置,由中国航天科工三院33所研制。在交会对接过程中,它在空间微重力状态下精确地给出飞船的速度、位置等重要信息,以确保飞船准确无误地完成这次“胜利之吻”。

据悉,它里面的核心部件石英挠性加速度计,精度在国内位居第一,曾经七次帮助神舟飞船返回舱成功返航。

据介绍,它除了在交会对接阶段提供信息之外,还在飞船在轨飞行的过程中随时记录发动机推力的变化,为监测发动机的工作情况提供数据支持。

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