揭秘神十一與天宮二號(hào)對(duì)接關(guān)鍵技術(shù)
神舟十一號(hào)飛船是神舟飛船家族中最“年輕”，也最優(yōu)化的。為了更好地完成任務(wù)，在飛船的許多細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，研究人員都頗費(fèi)了一番心思。十一與天宮二號(hào)對(duì)接成功，下面是小編給大家揭秘的十一與天宮二號(hào)對(duì)接關(guān)鍵技術(shù)，快來了解吧。
揭秘神十一與天宮二號(hào)對(duì)接關(guān)鍵技術(shù)
神十一與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接關(guān)鍵技術(shù)揭秘——微波雷達(dá)：不光能“看”，還能“說話”
18日晚，入軌飛行的神舟十一號(hào)飛船追尋天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，將實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，為航天員打開太空的家門。由中國航天科工二院25所自主研制的交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)，將憑借其高精度測(cè)量能力挑起重?fù)?dān)。
作為實(shí)施交會(huì)對(duì)接任務(wù)的關(guān)鍵敏感器，這個(gè)只有A4紙大小、重量還不到6公斤的袖珍高科技曾圓滿完成“天宮一號(hào)”與“神八”“神九”“神十”交會(huì)對(duì)接任務(wù)，牽引著“天神”在相距幾百公里外“相識(shí)”，再從“相遇”到“相連”，獲得了太空“千里眼”的美譽(yù)。
“本次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，神舟十一號(hào)飛船上搭載的微波雷達(dá)是在神舟十號(hào)微波雷達(dá)技術(shù)狀態(tài)基礎(chǔ)上升級(jí)改造的產(chǎn)品，而天宮二號(hào)上的微波應(yīng)答機(jī)則是交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)家族的第二代產(chǎn)品，更小、更輕、更低功耗，也更可靠�！苯粫�(huì)對(duì)接微波雷達(dá)總工程師孫武介紹說，升級(jí)版微波雷達(dá)的軟件、硬件均發(fā)生了變化，具有搜索空域更大、捕獲時(shí)間更短等特點(diǎn)。
孫武說，在測(cè)量范圍上，升級(jí)版雷達(dá)的跨度上至北京五環(huán)一整圈，下至一張桌子的長度;在如此之大的范圍內(nèi)，其測(cè)距精度誤差小于20厘米;測(cè)角精度上，可以分辨相當(dāng)于人在數(shù)米外看視力表相鄰兩行之間夾角的角度;測(cè)速的誤差小于螞蟻爬行的速度。
同時(shí)，研制團(tuán)隊(duì)為升級(jí)版微波雷達(dá)增加了通信功能，意味著飛船和天宮二號(hào)的溝通會(huì)更及時(shí)、更精準(zhǔn)。孫武表示，以往沉默的“千里眼”會(huì)“說話”了，變得更加強(qiáng)大。
對(duì)于完全立在艙外的雷達(dá)來說，太空中充斥的各種高能粒子是最危險(xiǎn)的“敵人”。它們會(huì)像潮水一樣沖擊微波雷達(dá)，造成雷達(dá)誤碼，甚至“失去鎖定”。
所以微波雷達(dá)要在太空中“保持狀態(tài)”，準(zhǔn)確、迅速地捕獲目標(biāo)并不容易。而目標(biāo)捕獲后，微波雷達(dá)緊緊鎖定天宮二號(hào)。在極短的時(shí)間內(nèi)，神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)將以比子彈速度快約8倍的速度相互靠近。這一階段，“穩(wěn)定”更是重中之重。
為此，新一代微波雷達(dá)增強(qiáng)了抗單粒子打翻的能力，還采取動(dòng)態(tài)刷新等措施�！熬拖衽狭艘粚幼晕倚迯�(fù)的盔甲，在應(yīng)對(duì)高能粒子沖擊時(shí)，能夠及時(shí)識(shí)別損傷細(xì)胞并快速克隆再生，恢復(fù)產(chǎn)品正常功能，抗輻射性能提高1個(gè)數(shù)量級(jí)以上。”微波雷達(dá)軟件工程主任設(shè)計(jì)師徐秋峰介紹說。
“即使面對(duì)空間粒子的‘槍林彈雨’，微波雷達(dá)依然能堅(jiān)守崗位�！睂O武自信地說。
記者了解到，神舟十一號(hào)飛船發(fā)射入軌后，交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)將完成加電、開機(jī)自校準(zhǔn)流程;然后進(jìn)行目標(biāo)捕獲并穩(wěn)定跟蹤，精確給出神舟十一號(hào)飛船與“天宮二號(hào)”間的相對(duì)距離、速度、角度、角速度等位置和姿態(tài)信息;為了確�？臻g交變溫度環(huán)境下的`測(cè)量精度，指控中心將控制微波雷達(dá)再進(jìn)行一次在軌校準(zhǔn)流程，然后再次快速捕獲目標(biāo)，此后一直穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)，直到交會(huì)對(duì)接任務(wù)圓滿結(jié)束。
神十一牽手天宮二號(hào) “太空之眼”四川造
高度更高
神舟十一號(hào)和天宮二號(hào)對(duì)接時(shí)的軌道高度是距地面393公里，比神舟十號(hào)與天宮一號(hào)的對(duì)接高度高了50公里。
難度更大
兩個(gè)飛行器如何做到能在以8倍于子彈的速度下毫厘不差地對(duì)接在一起，中間任何一點(diǎn)“跑偏”都不行。
精度更精
要在太空中完成最后“穿針引線”般的精準(zhǔn)“牽手”，就需要精確，再精確，零誤差。
10月17日清晨7點(diǎn)30分，在大漠深處的曙光中，58.3米的長征二號(hào)F火箭噴吐著炫目的火焰，從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。
在浩渺的太空中劃過一條長長的軌道后，神舟十一號(hào)與“天宮二號(hào)”在距離地球393公里的太空如約相見。太空中，兩個(gè)比子彈速度還要快8倍的空中飛行器安全可靠無誤差地對(duì)接在一起，靠的是什么“秘密武器”？
“尋找天宮”
成都技術(shù)當(dāng)“紅娘”
飛船發(fā)射成功后，在距地面393公里的軌道高度與天宮二號(hào)完成交會(huì)對(duì)接，這是本次任務(wù)的重頭戲之一。華西都市報(bào)記者了解到，位于成都的中科院光電技術(shù)研究所（以下簡稱光電所）兩套設(shè)備參與本次航天任務(wù)。在飛船發(fā)射階段，光電所研制的光電測(cè)量跟蹤設(shè)備作為測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分，在發(fā)射過程中對(duì)運(yùn)載火箭進(jìn)行軌跡測(cè)量和實(shí)況記錄，獲取高質(zhì)量圖像及精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，有力地保障“神十一”飛船發(fā)射任務(wù)的順利完成。
飛船發(fā)射入軌后，距離“天宮”大約1萬公里，從這時(shí)起，它開啟追蹤模式，逐步靠近“天宮”； 在相距約50公里處，飛船和“天宮”彼此尋找到對(duì)方，通過高精度的敏感設(shè)備，飛船不斷地自動(dòng)調(diào)整自己的姿態(tài)和速度，做到步調(diào)一致；最后，還剩30厘米的時(shí)候，對(duì)接機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，進(jìn)入正式對(duì)接階段。
激光雷達(dá)
精確定位實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接
如果說“天宮二號(hào)”和神舟十一號(hào)的這場(chǎng)“太空之約”是誰牽線搭橋的話，那非激光雷達(dá)莫屬，它猶如一雙厲害的“太空之眼”，能精確實(shí)現(xiàn)兩個(gè)航天器在外太空零誤差交會(huì)對(duì)接。
由光電所和中電27所聯(lián)合研制的交會(huì)對(duì)接激光雷達(dá)將在中近距離提供兩個(gè)飛行器的相對(duì)位置關(guān)系，準(zhǔn)確捕獲天宮二號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)天宮二號(hào)的高精度跟蹤，并實(shí)時(shí)將天宮二號(hào)的距離、角度、線速度等姿態(tài)信息傳送給神十一，引導(dǎo)飛船不斷調(diào)整姿態(tài)，慢慢與天宮二號(hào)靠近并最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接，是交會(huì)對(duì)接不可或缺的測(cè)量敏感器之一。
據(jù)悉，交會(huì)對(duì)接激光雷達(dá)已成功參加神舟八號(hào)、神舟九號(hào)、神舟十號(hào)任務(wù)，本次神舟十一號(hào)飛船仍將配備該系統(tǒng)，參與與天宮二號(hào)的對(duì)接任務(wù)。
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