今日中国

> “中国发展的秘诀”之八
交会对接使新招


“中国发展的秘诀”之八
交会对接使新招


2012-10-24 15:37:23     作者: 口述/孙武 采访整理/本刊记者 矫枫    字号: T|T    来源:

 我是上世纪80年代大学毕业,后来又被公派到法国读电子通讯专业研究生。1992年,我博士毕业后回国。2000年,我来到中航科工集团公司第二研究院25所工作。我们所主要从事精确制导测量设备研制和生产。

1999年,中国第一艘无人试验飞船“神舟一号”在酒泉起飞,21小时后成功着陆。这次的成功飞行,为中国载人飞船上天打下了坚实的基础。

中国载人航天工程正式起步,航天二院25所当然也希望能为中国的载人航天事业出一份力。因此,自1999年起,所里已经开始利用自己的优势,准备相应的交会对接雷达导引方案。我来到所里工作后,根据所里制定的方案,结合自己掌握的技术,希望能尽快地参与进去。

所里最初制定的是毫米波交会测量雷达系统。这一技术当时在国际和国内都是较为成熟的技术,但也存在明显的缺陷:一是部分器件国产工艺不成熟,需要依靠进口;二是需要伺服系统,简单的说就是带动天线转动的部位。带上这个系统后,雷达整体的体积、功耗、重量都会加大,很难做得小巧。而且,太空中没有空气,润滑剂很难凝聚在一起,时间长了转动的部位就不灵活。这些都是太空应用中很难克服的缺陷,因此,还需要找寻更优的方案。

我们也考虑过用卫星导航定位系统。目前,美国、俄罗斯是掌握交会对接的发达国家,他们所采用的也是这一技术,如美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。中国目前的北斗卫星导航定位系统仅覆盖亚太地区,技术上还达不到全球范围内的定位,如果我们采用GPS或GLONASS系统,将面临不可控的风险,毕竟,依靠其他国家的技术,主动权就掌握在人家手里。

因此,2002年我提出,用伪码连续波技术原理,研制交会对接雷达的方案。这个方案的原理,是采用全新的测量体制,在当时国内外都还是一种新的尝试。

根据这一方案研制的微波雷达,其明显优势,一个是体积小、重量轻,功耗低。航天产品的体积、功耗、重量对于飞行器的影响很大,减少体积、功耗、重量是航天产品一直追求的目标。再一个优势是搜索范围大,作用距离远,测量精度高。微波雷达可以在正负60度角范围内搜索目标,从100多公里到20米全程工作。第三是抗干扰能力强,不受光照条件限制,可以全天候测量。第四就是自主测量,不依赖外部信息,而且没有机械运动,可靠性高。

我最初拿出这个方案时,还不确定方案的可行性,因此所里没有作为上报的竞标方案。这个方案,25所非常认可,决定自筹资金进行研制。虽然有所里的支持,但对我来说压力还是挺大的。在之后的几年里,我就把全部的精力和时间都用在了研制微波雷达的课题上。

由于这一方案在国内还没有太多的应用基础,甚至一些基本理论和概念还不能被团队的成员和外协厂家掌握,因此产品开发和技术攻关中的困难可想而知。为此,我撰写了一套《伪码连续波干涉测角交会对接雷达系统论文集》,专门用于指导课题研究和产品的生产。

2007年,这个方案终于通过了载人航天工程的评审,也就是理论上认可了这个方案,但实际运用中又会如何,还需要大量的试验数据来验证。所以,接下来的两年,我和我团队里的年轻人开始了各项试验:包括实验室、暗室、高塔、跑车、滑轨、直升机、飞艇等各种性能试验,跑了全国十几个地方寻找合适的试验场地,两年的时间大家基本上都是在试验中度过的。到2010年初,项目通过验收正式立项,我们开始将工程样机转为正样的试验。

技术难,时间短,压力大。我当时考虑的是,这个项目必须一次成功,因为这是上天,是天宫一号和神八的对接,如果出一点问题,那后果不堪设想。而这个技术又是一项新技术,没有可以借鉴的先例,只能靠一次一次的试验数据来验证。尤其是,工程中其他项目都是2002年立项,别人已走在我们前面,所以我对团队队员要求特别严格,一点错也不能出,他们都知道我是出了名的爆脾气。不过,别看我总是训他们,对他们要求严,但他们知道我是对的。2010年11月,应答机终于装在了天宫一号上。

2011年11月1日,安装了微波雷达的神舟八号飞船发射升空。当时,我们在北京的航天城飞行控制中心专门做了保驾预案。虽然是第一次在太空实现交会对接任务,但我对自己的技术很有把握,没觉得很紧张,可从开始发射到对接成功的那三天两夜就是没睡着觉。

在神八距天宫一号还有200公里以上距离时,微波雷达开始加电,进入工作状态。出乎大家意料的是,不到半分钟就捕获目标,当时神八与天宫一号相距217公里,远远超出工程指标要求。3日凌晨1点36分,神八与天宫一号成功完成对接,队员们都激动得掉了眼泪。那天,我们全体去喝酒、庆祝,10年的心血终于没有白费。

今年6月,神九与天宫一号交会对接,依然用的是这套微波雷达,这次效果更好,在224公里就捕获跟踪,而且全程测量精度很高。

目前我们还在做技术改进。未来这一技术还将会应用在神十等系列飞船上,包括天宫二号,以及之后的货运飞船,甚至有可能用在探月工程。我们现在做的改进版,应答机重量只有原来的四分之一,雷达重量只有原来的三分之一,我们对自己的技术有信心,有信心依靠自己的力量实现我国的科技进步。

在线订阅

在线试读 杂志订阅

今日中国 2012-10

党的十六大以来,以胡锦涛同志为总书记的党中央,带领全党全国各族人民,攻坚克难,砥砺奋进,在全面小康的道路上阔步前行。

更多>> 深度报道

塔克拉玛干沙 ...

在新疆,有水就有生命。绿荫深处,掩映着一栋栋富有民族特色的建筑物和一条条纵横交错的马路,南疆重镇和田扑面而来。这里也是新疆建设兵团农14师师部所在地。

郭明义:平凡 ...

我一次次地问自己:生命究竟对我意味着什么?是我面对失败后的哭泣,还是成功后流下喜悦的泪水,还是不经意的瞬间流逝?

更多>>在线调查

在线调查