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嫦娥五号走过的103小时 对接机构设计理念世界首创

看点2

微波雷达测角精度的提高,使对接双方在距离20米时,上升器对接机构抱爪的锁定圆面,从之前的半径5厘米缩小到半径3厘米。这2厘米之差,大幅提升了精准对接的胜算。

雷达从百公里外牵线搭桥

实现完美对接之前,先要让轨道器和上升器靠近对方。中国航天科工集团二院25所(以下简称25所)研制的嫦娥五号交会对接微波雷达,作为中远距离测量的唯一手段,为此次交会对接牵线搭桥。

记者从25所了解到,该雷达是一组成对产品,由雷达主机和应答机组成,分别安装在嫦娥五号轨道器和上升器上。当两器相距约100公里时,该雷达开始工作,不断为导航控制分系统提供两器之间的相对运动参数,并进行双向通信。两器根据雷达提供的信号调整飞行姿态,直至对接机构捕获、锁定。

据交会对接微波雷达总工程师孙武介绍,在我国载人航天工程任务中,航天器在近地轨道进行过多次交会对接,都应用了25所微波雷达。不同的是,这次交会对接是在38万公里之外的月球轨道,难度更大。与近地轨道相比,月球轨道没有卫星导航等服务资源,微波通信是中远距离测量的唯一手段。同时月轨环境更复杂,要克服月球引力影响,因此自动交会对接对微波雷达提出的要求极为苛刻。

为此,25所攻克了大宽角度测量等关键技术。

此次交会对接是体量相差巨大的“大追小”复杂受力过程,采用了抱爪式的弱撞击对接机构,这要求微波雷达的测角精度更高。“我们采用了创新的误差补偿算法,将微波雷达的测角精度从0.15°提高到了0.1°。” 微波雷达项目主任设计师贺中琴介绍说,精度的提高,使对接双方在距离20米时,上升器对接机构抱爪的锁定圆面,从之前的半径5厘米缩小到半径3厘米。这2厘米之差,大幅提升了精准对接的胜算。

另外,上升器在落月时难免形成扬尘,有可能对对接用应答机造成干扰,降低测角精度。为此,设计师在应答机上安装了用特殊材料制作的防尘罩,如同给千里眼戴上了护目镜,规避了这一隐患。