|
18日，神舟九號與天宮一號成功對接，作為導通兩者之間實現交會對接的激光雷達，承擔著眼睛角色。提供激光雷達技術的中國電子科技集團第二十七研究所(中電二十七所)，為確保交會對接圓滿成功，20多人的核心團隊研發了10年。 神九與天宮成功“擁吻”，激光雷達技術扮演了關鍵角色。 激光雷達的工作原理是檢測神九與天宮之間的距離與距離變化率、速度與速度變化率，然后把這些數據傳遞給計算機進行修正，完成交會對接。何錚進說，天宮一號在前面飛，神九在后面追，要“追到手”，神九先要“看上”天宮，然后調整姿態，慢慢靠近。追趕過程中，神九要掌握與天宮的距離、速度等數據，緊緊跟隨。如何“看上”，靠的就是激光雷達。 
圖1 中電二十七所科技人員利用車輛在酒泉試驗激光雷達技術 據悉，激光雷達還廣泛應用在民用領域。比如機場上空的“激光測風雷達”、數字城市建設等。 近距離精確對接，激光雷達大顯身手 測量精度上，地面測控網可以為飛船或者是天宮一號提供一個精度為幾米的位置精度。對接的時候，如果近距離對接，需要更精的測量手段。我們的激光雷達這個時候就派上了用場。激光雷達作業距離不能夠太遠，因為空間的傳播損耗還是很大的。國外目前的水平大約是能做到5億米的作業距離，我們國家在神舟八號和神舟九號上安裝的裝備，測量作業距離可以達到20公里，測量精度能達到微米量級，10個微米相當于一個頭發絲的量級，大家知道，主要是由體質決定的激光測速本身精度就非常高。 在對接的時候，從電視里能看到，從“天宮”里看飛船，我們能看到在飛船的上下左右四個地方各有一個激光的發射標，是循環發射，照準“天宮”的一個目標，當這四個距離一樣的時候，就說明對得很準，所以說激光測距是做這個用的。
圖2 激光雷達引導精確對接 對接過程中，在50公里以后，首先依靠的是飛船上的無線電雷達來引導，把它引導到幾公里。雖然我們的激光雷達可以作業距離20公里，但是主要用的還是無線電雷達，到幾公里的時候，無線電雷達的精度就已經不能滿足咱們對接的需要了，就需要激光雷達了，因為激光測距的精度實在是太高了。 20多人研發10年 中電二十七所激光技術室主任張文平說，為練“神眼”，在1998年就開始著手預演，自主研制了激光雷達原理樣機，2002年正式立項，經過十余年反復實驗、修正，在神八上正式應用。這個核心團隊20多人，平均年齡只有30多歲。 剛滿30歲的劉果和封治華已是團隊的核心成員。據劉果介紹，為充分驗證這項技術，獲得比較接近太空環境的遠距離測試數據，他們轉戰大江南北，“不分節假日、白天黑夜，只要有任務，立即行動”。足跡北至內蒙古，西至青海，南到云南，走過6個省市，行程10萬余公里，“海拔高的地方才更接近于太空環境”。通過一系列的技術實驗取得數據并匯總，得出一個整體鏈條。 據介紹，為神舟十號研發的激光雷達已經交付，將會總結今次神九和天宮的對接情況，對神十軟件再修正完善，從神八到神九，這項技術一直在完善成熟，以后的航天器對接，應該還用該所的這雙“神眼”。
圖3 神九與天宮完成對接 |
