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⑤逼真場(chǎng)景 極致視聽(tīng)
載人航天任務(wù)使用的對(duì)接機(jī)構(gòu)學(xué)名叫“異體同構(gòu)周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu)”,在對(duì)接后可形成一個(gè)通道,方便航天員穿行其中。與載人航天對(duì)接機(jī)構(gòu)不同,嫦娥六號(hào)探測(cè)器采用了抱爪式對(duì)接機(jī)構(gòu)方案,從“太空之吻”變成“太空牽手”。
看似簡(jiǎn)單的過(guò)程,但要在38萬(wàn)公里之外高速運(yùn)行的飛行器上實(shí)現(xiàn),卻遠(yuǎn)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。由于月球軌道相對(duì)地球軌道有時(shí)延,時(shí)間走廊較小,因此對(duì)嫦娥六號(hào)來(lái)說(shuō),捕獲的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)瞬即逝。所幸,嫦娥六號(hào)不辱使命,成功實(shí)現(xiàn)兩器“太空牽手”,動(dòng)作一氣呵成。
中國(guó)航天科技集團(tuán)李天義表示,此次嫦娥六號(hào)交會(huì)對(duì)接主要有兩大技術(shù)難點(diǎn):一是對(duì)接精度要求高,二是捕獲實(shí)時(shí)性要求強(qiáng)。為此,研制團(tuán)隊(duì)在嫦娥六號(hào)出發(fā)前做了大量地面試驗(yàn),確保對(duì)接和轉(zhuǎn)移順利完成。
半岛入口6月6日14時(shí)48分,嫦娥六號(hào)上升器成功與軌道器和返回器組合體完成月球軌道的交會(huì)對(duì)接,并于15時(shí)24分將月球樣品容器安全轉(zhuǎn)移至返回器中。在距離地球38萬(wàn)公里外的月球軌道上,嫦娥六號(hào)是如何實(shí)現(xiàn)“太空牽手”的?
這是中國(guó)航天器繼嫦娥五號(hào)之后,第二次實(shí)現(xiàn)月球軌道交會(huì)對(duì)接。要順利接到月球“土特產(chǎn)”,并非易事。此次“太空牽手”,中國(guó)航天科工集團(tuán)自主研制的微波雷達(dá)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
和近地軌道交會(huì)對(duì)接采用弱撞擊方式實(shí)現(xiàn)對(duì)接不同,嫦娥六號(hào)采用了抱爪的方式,在軌返組合體追上上升器、以相同速度飛行過(guò)程中,“伸手”牽過(guò)上升器并拉緊,實(shí)現(xiàn)兩器對(duì)接。
微波雷達(dá)由雷達(dá)和應(yīng)答機(jī)兩部分組成,分別安裝在嫦娥六號(hào)探測(cè)器的軌道器和上升器上,用于軌道器和上升器之間相對(duì)位置的精確測(cè)量,持續(xù)穩(wěn)定提供兩個(gè)航天器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的高精度測(cè)量結(jié)果,并進(jìn)行雙向空空通信,引導(dǎo)兩個(gè)航天器調(diào)整飛行姿態(tài)最終實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。
與近地軌道交會(huì)對(duì)接不同,嫦娥六號(hào)在月球軌道的交會(huì)對(duì)接,地面測(cè)控能力受限,受制于月地返回窗口、能源、光照等約束,必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。
交會(huì)對(duì)接在中國(guó)航天領(lǐng)域已是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)。在此前的載人航天工程任務(wù)中,中國(guó)航天器在近地軌道已進(jìn)行過(guò)多次交會(huì)對(duì)接。
不同于近地軌道交會(huì)對(duì)接,在遙遠(yuǎn)的月球軌道上,微波雷達(dá)是交會(huì)對(duì)接過(guò)程中遠(yuǎn)距離測(cè)量的唯一手段,是保證對(duì)接成功的關(guān)鍵。月球軌道環(huán)境更為復(fù)雜,對(duì)產(chǎn)品性能要求更加苛刻。為確保完成任務(wù),微波雷達(dá)在第二代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加了測(cè)量通信一體化功能,并做進(jìn)一步輕量化、小型化設(shè)計(jì)。
所謂的抱爪式對(duì)接,形象地說(shuō)就像運(yùn)動(dòng)員用手握住接力棒的動(dòng)作。抱爪機(jī)構(gòu)具有重量輕、捕獲可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)接精度高等優(yōu)點(diǎn)。嫦娥六號(hào)軌道器上配置了3套K形抱爪,只要對(duì)準(zhǔn)上升器連接面上的3根連桿,通過(guò)將抱爪收緊,就可以實(shí)現(xiàn)兩器的緊密連接。
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