会“说话” 能“自我修复”——详解交会对接微波雷达

    新华社北京10月21日电（金文莉）“有了，目标捕获了！”中国航天科工二院25所空间载荷技术总体研究室主任、微波雷达主任设计师蒋清富指着屏幕上变化的曲线，大声地说......

    19日3时31分，神舟十一号载人飞船经过多次变轨，与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接。其中，中国独立研发的具备高精度测量能力的微波雷达圆满完成探测、捕获、跟踪、测量任务，为“天神相会”再当完美“红娘”。

    会“说话”的太空“千里眼”

    神舟十一号升空后的第20个小时，其安装的微波雷达主机首次加电开机，顺利通过自校准。之后装备在天宫二号的应答机开机，数据判读显示双方一切正常！

    18日22时许，当神舟十一号距离天宫二号还有200多公里的距离，微波雷达再次加电，为捕获目标进入工作状态。

    加电几分钟后，天宫二号与神舟十一号首次捕获目标，锁定后微波雷达全程稳定跟踪。

    目标捕获后，微波雷达紧紧锁定天宫二号，此时，指针已过零点。

    监控显示器上，不断回传着两飞行器的相对位置信息，微波交会对接微波雷达总工程师孙武带领大家仔细地判读分析。

    “我们为新一代微波雷达增加了通信功能，实验室和飞船沟通变得更及时和精准。”孙武说，根据天宫二号及以后的空间站任务的要求，交会对接将呈现常态化、快速化的趋势，一个高效、可靠的雷达通信平台不可或缺。

    微波雷达主要作用在200公里到20米的中远程范围，可谓名副其实的“千里眼”。这一次，以往沉默的“千里眼”会“说话”了，变得更加强大。

    升级换代：更小、更轻、更精确

    扬声器里，不时传来指挥员下达调度口令和地面测控站、“远望”号测量船报告的声音。此刻，神舟十一号与天宫二号相距约20米，微波雷达仍然跟踪稳定。

    对接任务圆满完成！指挥大厅里响起雷鸣般的掌声。微波雷达团队的试验队员紧紧盯着最新数据，他们已连续工作了18个小时。

    孙武也激动地站起来，与团队成员相互击掌、相互拥抱。这位50多岁的空间雷达专家难掩激动：“我们这双高科技‘眼睛’各项结果远优于指标要求，为交会对接牢牢牵起红线！”

    接近A4纸大小、重量还不到6公斤，交会对接微波雷达看起来袖珍，其自主知识产权达100%，技术更是稳居世界一流。

    在原有技术的积累上，新一代微波雷达产品重点开展了小型化、轻量化的改进。“重量是神舟十号雷达的一半，体积是以前的三分之一。”蒋清富介绍说，它的功耗更减少到原来的三分之二。“这意味着雷达可以在太空工作得更久，从而将在探月和火星探测上发挥更大作用”。

    新一代微波雷达的性能有多强？孙武用一系列比喻让数据变得更直观：“在测量范围上，它上至北京五环一整圈，下至一张桌子的长度；在测距精确程度上，可以达到一把20公分的尺长；在测角精度上，达到相当于人眼测试视力时相邻两行之间的角度；在速度测量的误差上，基本小于一只蚂蚁的爬行速度。

    蒋清富透露，本次交会对接微波雷达技术设计超前，包含着第一代产品与第二代产品的匹配对接，升级换代后的最新产品将装备在明年天舟一号货运飞船上。

    新增自我修复功能应对太空高能粒子

    对于整个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。

    神舟十一号与天宫二号交会对接时，微波雷达软件工程主任设计师徐秋峰托着腮帮，目光紧紧跟随测量曲线。看上去，线条很平滑。“这说明我们产品的抗干扰能力还不错。”

    “不同轨道高度的空间环境不一样，轨道高度越高，空间高能粒子分布区域越广、粒子通量越大，对设备的危害可能性越大。”蒋清富介绍说，“整个立在舱外的微波雷达系统要抗击的住空间高能粒子的冲击，必须有一套可靠的防护措施，才能适应高轨道空间站未来长时服役任务的要求。”

    徐秋锋介绍说，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”。

    此次执行任务的应答机正是因为搭建了这样的自我修复系统，即便面对‘枪林弹雨’，也能坚守岗位、不辱使命。

    不仅如此，在研制改进中，团队还充分考虑了后续空间交会对接任务的要求，在算法、体制上都留有冗余。产品增加的测量通信一体化功能，将在后续任务中发挥作用。

    “随着载人航天和深空探测任务的发展，25所不断开拓创新，研制的空间产品正在实现跨代升级和系列化发展。”微波雷达项目所级指挥黄宜虎说。