跨越38万公里“牵手”成功！嫦娥五号是如何做到的？

据新华视点消息，记者从国家航天局获悉，12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接，并于6时12分将月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器首次实现月球轨道交会对接。

动画演示我国首次月球轨道交会对接（视频来源：青蜂侠）

专家介绍，从上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程自主控制，轨道器返回器组合体逐步靠近上升器，以抱爪的方式捕获上升器，完成交会对接。

这是嫦娥五号上升器与轨道器返回器组合体完成交会对接画面（图片来源：新华社发，国家航天局供图）

后续，嫦娥五号轨道器返回器组合体将与上升器分离，择机返回地球。

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交会对接必须在规定时间内一次完成

据经济日报，交会对接在我国航天领域已经是一项比较成熟的技术，此前的载人航天工程任务中，我国航天器在近地轨道已进行过多次交会对接，五战五捷的表现足以证明，我国已经成功掌握交会对接技术。但不同的是，这次是在距离38万公里之外的月球轨道，技术难度更大。

和我国现已掌握的地球轨道交会对接采用的小星追大星，用弱撞击的方式实现对接不同，嫦娥五号轨返组合体追上升器属于大星追小星，如果用撞击的方式对接会把上升器撞飞，所以，嫦娥五号采用的停控加抓取的方式，就是在轨道器追上上升器并以相同速度飞行过程中，从后面 “伸手”牵过上升器之后拉紧，实现对接。

地球轨道上的交会对接如果不成功可以撤回来重来，嫦娥五号的月球轨道交会对接受制于月地返回窗口、热控、能源等约束，嫦娥五号月球轨道交会对接必须规定时间内完成，若时间太长，则星上能源、热控将无法支撑；若一次不成功，撤回，重新组织，则地月关系发生变化，将有很大风险错过月地返回窗口，因此从保安全的角度可以说月球轨道交会对接任务是不可逆的，必须在规定时间内一次完成。

微波雷达助嫦娥五号“太空牵手”

成功引导嫦娥五号实现首次月球轨道无人交会对接的关键技术之一是由中国航天科工集团有限公司研制的微波雷达。

据中国新闻网，该雷达是一组成对产品，由雷达主机和应答机组成，分别安装在嫦娥五号探测器的轨道器和上升器上。当轨道器、上升器相距约100千米时，微波雷达开始工作，不断为导航控制分系统提供两个航天器之间的相对运动参数，并进行双向空空通信。两航天器根据雷达提供信号调整飞行姿态，直至轨道器上的对接机构捕获、锁定上升器。随后，上升器中的月壤样品和容器进行转移。

中国航天科工集团二院25所交会对接微波雷达总工程师孙武表示，“与近地轨道相比，月球轨道没有卫星导航等服务资源，微波通信是中远距离的唯一手段。月轨环境更复杂，要克服月球引力影响，所以自动交会对接对微波雷达提出的要求极为苛刻。为此，微波雷达团队攻克了相位干涉仪测角、大宽角度测量等关键技术。”孙武说。

此外，装有对接用应答机的上升器在落月时难免形成扬尘，这些肉眼不可见的月尘干扰将会严重降低测角精度。为确保安全度过月球之旅，应答机上安装了特殊材料的防尘罩。“就像给‘千里眼’戴上了‘护目镜’，‘嫦娥’的这双‘千里眼’，就不会变成‘近视眼’，甚至‘全盲’。”25所青年设计师纪博已经是第二次参与交会对接任务，说起自己的产品，她自豪与兴奋地打起了比方。

微波雷达在保证交会对接测量“本职工作”的同时，还升级了航天器之间双向空空通信的“第二职业”。从雷达与应答机之间“一问一答”的传输方式，升级至轨道器与上升器之间的“沟通对话”，实现了遥控指令和遥测参数的双向传输。 

中国航天科工交会对接微波雷达在月球轨道的“完美表现”，见证了中国首次在地外天体实现无人交会对接技术。孙武表示，微波雷达的每一步成长记录、每一帧拍照留存，都实现了百分百的过程可追溯；反复的测试迭代和全覆盖的试验验证，确保产品功能、性能的万无一失。

每日经济新闻综合央视新闻、经济日报、中国新闻网、@人民日报

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