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揭秘神十一与天宫二号对接关键技术

时间:2022-10-18 15:15:35 BBS论坛 我要投稿

揭秘神十一与天宫二号对接关键技术

  神舟十一号飞船是神舟飞船家族中最“年轻”,也最优化的。为了更好地完成任务,在飞船的许多细节设计上,研究人员都颇费了一番心思。十一与天宫二号对接成功,下面是小编给大家揭秘的十一与天宫二号对接关键技术,快来了解吧。

  揭秘神十一与天宫二号对接关键技术

  神十一与天宫二号交会对接关键技术揭秘——微波雷达:不光能“看”,还能“说话”

  18日晚,入轨飞行的神舟十一号飞船追寻天宫二号空间实验室,将实现交会对接,为航天员打开太空的家门。由中国航天科工二院25所自主研制的交会对接微波雷达,将凭借其高精度测量能力挑起重担。

  作为实施交会对接任务的关键敏感器,这个只有A4纸大小、重量还不到6公斤的袖珍高科技曾圆满完成“天宫一号”与“神八”“神九”“神十”交会对接任务,牵引着“天神”在相距几百公里外“相识”,再从“相遇”到“相连”,获得了太空“千里眼”的美誉。

  “本次交会对接任务中,神舟十一号飞船上搭载的微波雷达是在神舟十号微波雷达技术状态基础上升级改造的产品,而天宫二号上的微波应答机则是交会对接微波雷达家族的第二代产品,更小、更轻、更低功耗,也更可靠。”交会对接微波雷达总工程师孙武介绍说,升级版微波雷达的软件、硬件均发生了变化,具有搜索空域更大、捕获时间更短等特点。

  孙武说,在测量范围上,升级版雷达的跨度上至北京五环一整圈,下至一张桌子的长度;在如此之大的范围内,其测距精度误差小于20厘米;测角精度上,可以分辨相当于人在数米外看视力表相邻两行之间夹角的角度;测速的误差小于蚂蚁爬行的速度。

  同时,研制团队为升级版微波雷达增加了通信功能,意味着飞船和天宫二号的沟通会更及时、更精准。孙武表示,以往沉默的“千里眼”会“说话”了,变得更加强大。

  对于完全立在舱外的雷达来说,太空中充斥的各种高能粒子是最危险的“敌人”。它们会像潮水一样冲击微波雷达,造成雷达误码,甚至“失去锁定”。

  所以微波雷达要在太空中“保持状态”,准确、迅速地捕获目标并不容易。而目标捕获后,微波雷达紧紧锁定天宫二号。在极短的时间内,神舟十一号与天宫二号将以比子弹速度快约8倍的速度相互靠近。这一阶段,“稳定”更是重中之重。

  为此,新一代微波雷达增强了抗单粒子打翻的能力,还采取动态刷新等措施。“就像披上了一层自我修复的盔甲,在应对高能粒子冲击时,能够及时识别损伤细胞并快速克隆再生,恢复产品正常功能,抗辐射性能提高1个数量级以上。”微波雷达软件工程主任设计师徐秋峰介绍说。

  “即使面对空间粒子的‘枪林弹雨’,微波雷达依然能坚守岗位。”孙武自信地说。

  记者了解到,神舟十一号飞船发射入轨后,交会对接微波雷达将完成加电、开机自校准流程;然后进行目标捕获并稳定跟踪,精确给出神舟十一号飞船与“天宫二号”间的相对距离、速度、角度、角速度等位置和姿态信息;为了确保空间交变温度环境下的`测量精度,指控中心将控制微波雷达再进行一次在轨校准流程,然后再次快速捕获目标,此后一直稳定跟踪目标,直到交会对接任务圆满结束。

  神十一牵手天宫二号 “太空之眼”四川造

  高度更高

  神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是距地面393公里,比神舟十号与天宫一号的对接高度高了50公里。

  难度更大

  两个飞行器如何做到能在以8倍于子弹的速度下毫厘不差地对接在一起,中间任何一点“跑偏”都不行。

  精度更精

  要在太空中完成最后“穿针引线”般的精准“牵手”,就需要精确,再精确,零误差。

  10月17日清晨7点30分,在大漠深处的曙光中,58.3米的长征二号F火箭喷吐着炫目的火焰,从酒泉卫星发射中心升空。

  在浩渺的太空中划过一条长长的轨道后,神舟十一号与“天宫二号”在距离地球393公里的太空如约相见。太空中,两个比子弹速度还要快8倍的空中飞行器安全可靠无误差地对接在一起,靠的是什么“秘密武器”?

  “寻找天宫”

  成都技术当“红娘”

  飞船发射成功后,在距地面393公里的轨道高度与天宫二号完成交会对接,这是本次任务的重头戏之一。华西都市报记者了解到,位于成都的中科院光电技术研究所(以下简称光电所)两套设备参与本次航天任务。在飞船发射阶段,光电所研制的光电测量跟踪设备作为测控系统的重要组成部分,在发射过程中对运载火箭进行轨迹测量和实况记录,获取高质量图像及精准测量数据,有力地保障“神十一”飞船发射任务的顺利完成。

  飞船发射入轨后,距离“天宫”大约1万公里,从这时起,它开启追踪模式,逐步靠近“天宫”; 在相距约50公里处,飞船和“天宫”彼此寻找到对方,通过高精度的敏感设备,飞船不断地自动调整自己的姿态和速度,做到步调一致;最后,还剩30厘米的时候,对接机构启动,进入正式对接阶段。

  激光雷达

  精确定位实现精准对接

  如果说“天宫二号”和神舟十一号的这场“太空之约”是谁牵线搭桥的话,那非激光雷达莫属,它犹如一双厉害的“太空之眼”,能精确实现两个航天器在外太空零误差交会对接。

  由光电所和中电27所联合研制的交会对接激光雷达将在中近距离提供两个飞行器的相对位置关系,准确捕获天宫二号,实现对天宫二号的高精度跟踪,并实时将天宫二号的距离、角度、线速度等姿态信息传送给神十一,引导飞船不断调整姿态,慢慢与天宫二号靠近并最终实现精准对接,是交会对接不可或缺的测量敏感器之一。

  据悉,交会对接激光雷达已成功参加神舟八号、神舟九号、神舟十号任务,本次神舟十一号飞船仍将配备该系统,参与与天宫二号的对接任务。

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