“嫦五”月軌交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)研制團(tuán)隊(duì)：
十年磨一劍 為嫦娥五號(hào)裝“泊車(chē)?yán)走_(dá)”
在距離地球38萬(wàn)公里外的月球軌道，讓兩個(gè)飛行器進(jìn)行交會(huì)對(duì)接，這對(duì)普通人來(lái)說(shuō)是難以想象的事情；但在航天系統(tǒng)工程思路的指引下，航天人將這種不可能變成了可能。而進(jìn)行兩個(gè)飛行器的交會(huì)對(duì)接僅僅是嫦娥五號(hào)探測(cè)器探月任務(wù)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)工程的復(fù)雜程度之高、技術(shù)難度之大可想而知。中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院西安分院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)西安分院)的交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)研制團(tuán)隊(duì)，就是嫦娥五號(hào)這項(xiàng)系統(tǒng)工程隊(duì)伍中的一支重要力量。嫦娥五號(hào)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)是軌道器和上升器之間交會(huì)對(duì)接所用的測(cè)量敏感器，為交會(huì)對(duì)接的高精度姿軌控系統(tǒng)提供兩個(gè)飛行器之間的相對(duì)距離、速度、角度等信息，并具備空空通信功能，是交會(huì)對(duì)接的關(guān)鍵測(cè)量手段，相當(dāng)于在嫦娥五號(hào)著陸器上安裝了一部“泊車(chē)?yán)走_(dá)”。
文、圖/廣州日?qǐng)?bào)全媒體記者 肖歡歡 通訊員 張學(xué)良、蘇宏偉、郭立平
從2011年開(kāi)始，西安分院交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)研制團(tuán)隊(duì)歷時(shí)一年完成了原理樣機(jī)的研制任務(wù)，提出了交會(huì)對(duì)接的微波測(cè)量與通信系統(tǒng)及方法，并在競(jìng)爭(zhēng)中取得了嫦娥五號(hào)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)的研制任務(wù)；2012年，該院又完成了工程樣機(jī)的研制任務(wù)，并確定了關(guān)鍵的技術(shù)路徑和指標(biāo)；2013年，西安分院正式開(kāi)始交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)初樣產(chǎn)品的研制，到2016年6月完成了兩套正樣交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)的研制任務(wù)。
多專(zhuān)業(yè)協(xié)作打造“豪配”單機(jī)
西安分院研制團(tuán)隊(duì)面臨的是在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能和指標(biāo)要求的同時(shí)，還要滿(mǎn)足探測(cè)器總體對(duì)于衛(wèi)星重量和功耗的嚴(yán)苛指標(biāo)。從嫦娥五號(hào)探測(cè)器的角度來(lái)說(shuō)，交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)僅僅是一臺(tái)單獨(dú)的產(chǎn)品，但是這臺(tái)產(chǎn)品卻涵蓋了近10臺(tái)復(fù)雜單機(jī)產(chǎn)品的功能，原來(lái)，這套系統(tǒng)級(jí)的雷達(dá)產(chǎn)品具備測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角、通信四項(xiàng)功能，可以說(shuō)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)是一臺(tái)“豪配”級(jí)的單機(jī)。
據(jù)西安分院該雷達(dá)研制負(fù)責(zé)人鐘興旺介紹，各單位專(zhuān)業(yè)人員在研制過(guò)程中的緊密配合，團(tuán)隊(duì)將伺服控制和信號(hào)處理功能整合設(shè)計(jì)在一起，大大提高了產(chǎn)品的集成化程度。
實(shí)現(xiàn)100公里到0.2米通信
要在38萬(wàn)公里外的月球軌道實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，就要充分考慮該雷達(dá)工作的月球軌道環(huán)境。按照任務(wù)要求，交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)需要在100公里到0.2米的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)接通信，項(xiàng)目組為此設(shè)計(jì)了微波雷達(dá)近距離無(wú)線(xiàn)對(duì)接通信暗室試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，研制人員采用了微波雷達(dá)全套正樣產(chǎn)品，在模擬兩器相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，對(duì)整個(gè)微波雷達(dá)系統(tǒng)的功能和控制流程都進(jìn)行了完整而全面的測(cè)試驗(yàn)證。
10年堅(jiān)守?fù)Q來(lái)成功對(duì)接
2014年，嫦娥五號(hào)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)外場(chǎng)掛飛試驗(yàn)在機(jī)場(chǎng)進(jìn)行。掛飛試驗(yàn)定在早晨的7時(shí)，當(dāng)天凌晨3時(shí)，掛飛試驗(yàn)隊(duì)員準(zhǔn)時(shí)醒來(lái)前往機(jī)場(chǎng)待命。但由于天氣原因，掛飛試驗(yàn)改在當(dāng)天下午進(jìn)行。
到了下午3時(shí)，守候在捕獲跟蹤現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)隊(duì)員得到起飛消息，早早地就將一切準(zhǔn)備就緒，只等著實(shí)時(shí)信號(hào)的出現(xiàn)；隨后，目標(biāo)信號(hào)準(zhǔn)時(shí)出現(xiàn)在監(jiān)視器上，微波雷達(dá)也充滿(mǎn)靈性地上下俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)著地跟蹤著目標(biāo)，這意味著嫦娥五號(hào)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)的外場(chǎng)掛飛試驗(yàn)取得成功，充分驗(yàn)證了交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)的工作性能。
而從2010年開(kāi)始方案論證到2020年嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射并實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接，西安分院研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了整整10年。
交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)將為我國(guó)探月三期工程中的返回發(fā)揮重要的作用，而西安分院研制團(tuán)隊(duì)也以過(guò)去這十年的堅(jiān)守，為嫦娥五號(hào)探測(cè)器的一飛沖天貢獻(xiàn)出重要力量。