中新網西安12月6日電 (田進 張學良)6日5時42分，嫦娥五號上升器成功與軌道器和返回器組合體交會對接，並於6時12分將樣品容器安全轉移至返回器中。這是中國首次實現月球軌道交會對接。中國航天科技集團五院西安分院(簡稱“西安分院”)為嫦娥五號探測器研製的交會對接微波雷達是上升器和軌道器之間進行交會對接的關鍵設備。
在距離地球38萬公裡外，“身高”約2米、“腰圍”約9米的軌道器要與“身高”約1米、“腰圍”約3米大的上升器實現交會對接，無異於在太空中進行“穿針引線”。要成功地實現“穿針引線”，瞄“針眼”的過程就異常重要。西安分院研製的交會對接微波雷達就是通過捕獲、跟蹤、測量等一系列的手段為兩個飛行器的“穿針引線”式的交會對接瞄準“針眼”，實現精準對接。
西安分院嫦娥五號交會對接微波雷達技術負責人鍾興旺介紹，該交會對接雷達包含了兩部分，一部分安裝在軌道器上，一部分安裝在上升器上。交會對接微波雷達具備捕獲、跟蹤、測量和雙向通信的能力。
當嫦娥五號探測器在月面完成採樣之後，上升器攜帶著月壤樣品返回環月軌道。此時，軌道器對上升器實施追蹤，在追蹤至約100公裡範圍時，交會對接微波雷達開始開機工作，安裝在上升器上的應答機開始工作。同時，安裝在軌道器上的交會對接微波雷達主機開始發射和接收信號，通過捕獲建立測量和通信的鏈路。“由西安分院研製的交會對接微波雷達可以實現對軌道器與上升器之間相對距離以及其變化率的測量，同時可以測量兩器之間方位、俯仰角度及其變化。這些數據信息都會源源不斷地向軌道器的制導、導航與控制分系統(GNC分系統)這個中央處理器發送，為兩器的交會對接提供實時的信息。”鍾興旺說。為“穿針引線”式的交會對接瞄“針眼”，這項工作聽起來可沒有那麼簡單。
除了通過測距、測速和測角為太空“穿針引線”瞄“針眼”之外，交會對接微波雷達還可以實現兩器之間的通信。從兩器相距100公裡之間建立通信鏈路一直到兩器相距0.2米的範圍內，可以實現軌道器和上升器之間的雙向通信，包括指令等一些信息都要通過器間的雙向通信來實現。
在兩器距離20公裡的時候，其他輔助手段也加入到了測量過程，為“穿針引線”增加了一層更為可靠的保障。在經過捕獲、追蹤、懸停、保持等一系列動作之後，軌道器和上升器將成功實現交會對接，“穿針引線”成功實現。
鍾興旺介紹，與國外的交會對接測量系統相比，西安分院研製的交會對接微波雷達性能指標高。無論是測速精度、測角範圍和精度上都優於國外同等的測量系統。由於本次交會對接測量系統要求在100公裡到5米的距離範圍內都能正確地提供兩航天器之間的相對運動參數，且必須保證在兩器相距0.2米的距離時能夠實現可靠的雙向通信。這對交會對接微波雷達的發射功率、系統的靈敏度、動態範圍和處理能力提出了很高的要求。
西安分院分管探月工程任務的副院長譚小敏介紹說，從嫦娥一號衛星任務開始到嫦娥五號探測器，西安分院都承擔研製關鍵的系統設備，是中國探月工程任務中的一支重要力量。在嫦娥五號交會微波雷達的研製過程中，西安分院基於在空間雷達、空間微波、空間通信、空間天線等技術領域的優勢，為嫦娥五號探測器的交會對接任務研製交會對接微波雷達，是保證月壤樣本返回地球的關鍵設備，有力保障了中國探月工程任務的順利實施。(完)
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