嫦娥五號(hào)月球采樣返回，是我國航天領(lǐng)域迄今為止最復(fù)雜、難度最高的任務(wù)。12月6日5時(shí)42分，嫦娥五號(hào)上升器成功與軌道器返回器組合體交會(huì)對(duì)接，并于6時(shí)12分將月球樣品容器安全轉(zhuǎn)移至返回器中。該對(duì)接技術(shù)是嫦娥五號(hào)任務(wù)中“四大關(guān)鍵技術(shù)”之一。

　　由中國航天科工集團(tuán)有限公司研制的嫦娥五號(hào)交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)，作為探測(cè)器在月球軌道中遠(yuǎn)距離測(cè)量的核心手段，成功引導(dǎo)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)首次月球軌道無人交會(huì)對(duì)接。

　　圖為航天科技人員在北京航天飛行控制中心指揮大廳監(jiān)測(cè)嫦娥五號(hào)上升器與軌道器返回器組合體交會(huì)對(duì)接情況。新華社記者 金立旺攝

　　“千里眼” 看得清  更精準(zhǔn)

　　中國航天科工二院25所研制的微波雷達(dá)是成對(duì)產(chǎn)品，由雷達(dá)主機(jī)和應(yīng)答機(jī)組成，分別安裝在嫦娥五號(hào)探測(cè)器的軌道器和上升器上。

　　當(dāng)軌道器、上升器相距約100km時(shí)，微波雷達(dá)開始工作，不斷為導(dǎo)航控制分系統(tǒng)提供兩航天器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并進(jìn)行雙向空空通信，兩航天器根據(jù)雷達(dá)提供信號(hào)調(diào)整飛行姿態(tài)，直至軌道器上的對(duì)接機(jī)構(gòu)捕獲、鎖定上升器。隨后，上升器中的月壤樣品和容器轉(zhuǎn)移。

　　中國航天科工二院25所交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)總工程師孫武介紹，此前的載人航天工程任務(wù)中，我國航天器在近地軌道進(jìn)行過多次交會(huì)對(duì)接，都應(yīng)用了航天科工的微波雷達(dá)，五戰(zhàn)五捷的表現(xiàn)足以證明我國已經(jīng)成功掌握交會(huì)對(duì)接技術(shù)。

　　但不同的是，這次是在距離38萬公里之外的月球軌道，難度更大。

　　“與近地軌道相比，月球軌道沒有衛(wèi)星導(dǎo)航等服務(wù)資源，微波通信是中遠(yuǎn)距離的唯一手段。月軌環(huán)境更復(fù)雜，要克服月球引力影響，所以自動(dòng)交會(huì)對(duì)接對(duì)微波雷達(dá)提出的要求極為苛刻。為此，微波雷達(dá)團(tuán)隊(duì)攻克了相位干涉儀測(cè)角、大寬角度測(cè)量等關(guān)鍵技術(shù)?！睂O武重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了微波雷達(dá)產(chǎn)品應(yīng)對(duì)月球軌道環(huán)境的新變化。

　　其中對(duì)于大寬角度的精確測(cè)量，孫武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)著實(shí)下了一番大功夫。

　　因嫦娥五號(hào)的軌道器和上升器交會(huì)對(duì)接，是體量相差巨大的“大追小”復(fù)雜受力過程，采用了抱爪式的弱撞擊對(duì)接機(jī)構(gòu)。這樣一來，需要微波雷達(dá)的測(cè)角精度更高。

　　“我們采用了創(chuàng)新的誤差補(bǔ)償算法，進(jìn)一步提高了微波雷達(dá)的測(cè)角精度，大幅提升了精準(zhǔn)對(duì)接的勝算。”微波雷達(dá)項(xiàng)目主任設(shè)計(jì)師賀中琴介紹說。

　　此外，裝有對(duì)接用應(yīng)答機(jī)的上升器在落月時(shí)難免形成揚(yáng)塵，這些肉眼不可見的月塵干擾將會(huì)嚴(yán)重降低測(cè)角精度。

　　為確保安全度過月球之旅，應(yīng)答機(jī)上安裝了特殊材料的防塵罩，“就像給‘千里眼’戴上了‘護(hù)目鏡’，‘嫦娥’的這雙‘千里眼’，就不會(huì)變成‘近視眼’，甚至‘全盲’了?！鼻嗄暝O(shè)計(jì)師紀(jì)博已經(jīng)是第二次參與交會(huì)對(duì)接任務(wù)，說起自己的產(chǎn)品，她自豪與興奮地打起了比方。

　　“順風(fēng)耳”會(huì)說話  更可靠

　　孫武說，“我們?yōu)檫@次交會(huì)對(duì)接打造的，不僅是‘千里眼’，還是‘順風(fēng)耳’，升級(jí)后的它更小巧、更強(qiáng)大、更可靠?！?/p>

　　微波雷達(dá)在保證交會(huì)對(duì)接測(cè)量“本職工作”的同時(shí)，升級(jí)了航天器之間雙向空空通信的“第二職業(yè)”，從雷達(dá)與應(yīng)答機(jī)之間“一問一答”的傳輸方式，升級(jí)至軌道器與上升器之間的“溝通對(duì)話”，實(shí)現(xiàn)了遙控指令和遙測(cè)參數(shù)的雙向傳輸。

　　“以前就像老師上課點(diǎn)名，雷達(dá)發(fā)消息，應(yīng)答機(jī)答‘到’。而現(xiàn)在它們不僅自己要通話，還要負(fù)責(zé)上升器和軌道器之間的信息傳遞?！辟R中琴說。

　　同時(shí)，在此前“天舟”、“天宮”交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)減重一半的基礎(chǔ)上，這次再進(jìn)一步開展了輕量化的改進(jìn)。

　　“交會(huì)對(duì)接雷達(dá)減去的重量比月壤采樣重量還高，哪怕一克的重量減輕，對(duì)月壤采樣任務(wù)的意義都是巨大的?！睂O武感慨。

　　此次微波雷達(dá)在首次地外天體軌道對(duì)接過程中的完美表現(xiàn)，與之前載人航天工程的那五次任務(wù)一樣，毫無懸念、毫無差錯(cuò)。這也是孫武團(tuán)隊(duì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量“零缺陷”的堅(jiān)持，對(duì)“一次成功”的詮釋。

　　每一步的成長記錄、每一幀的拍照留存，實(shí)現(xiàn)了百分百的過程可追溯；反復(fù)的測(cè)試迭代和全覆蓋的試驗(yàn)驗(yàn)證，確保產(chǎn)品功能、性能的方方面面萬無一失。

　　“這沒有捷徑，‘固化兩頭，嚴(yán)控過程’是最有效的辦法?！?孫武說，“任務(wù)不完成，‘雙想’不停止。只要一天還沒發(fā)射，我們就要不斷‘預(yù)想’、仔細(xì)‘回想’?！?/p>

　　“經(jīng)過七項(xiàng)單機(jī)試驗(yàn)、三項(xiàng)分系統(tǒng)試驗(yàn)和五項(xiàng)系統(tǒng)試驗(yàn)的充分驗(yàn)證，我們和它都做好了充分的準(zhǔn)備。”臨近執(zhí)行任務(wù)的那段日子，賀中琴很是興奮。

　　她透露，“針對(duì)月球軌道的特殊應(yīng)用，與前幾次相比增加了抗月塵試驗(yàn)、抗干擾試驗(yàn)和交會(huì)對(duì)接無線兼容試驗(yàn)驗(yàn)證，它的表現(xiàn)很好?！?對(duì)賀中琴來說，微波雷達(dá)就像自己的孩子，出征前，她充滿了信心，也充滿了期待。

　　“絕不把任何一點(diǎn)疑惑、缺陷帶上太空”，這才是零缺陷的可靠產(chǎn)品。

　　中國航天科工交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)在月球軌道的完美表現(xiàn)，見證了我國首次在地外天體實(shí)現(xiàn)無人交會(huì)對(duì)接技術(shù)。

　　正如孫武所說，“我們已整裝待發(fā)，向月球進(jìn)發(fā)，向更遙遠(yuǎn)的深空進(jìn)發(fā)，向更廣闊的領(lǐng)域進(jìn)發(fā)！”