“雷达家族”默默支持空间站在轨建设过程 不同类型的航天雷达分别有哪些“特长”？

原标题：“雷达家族”默默支持空间站在轨建设过程不同类型的航天雷达分别有哪些“特长”？

央广网北京4月29日消息（记者张棉棉刘梦雅）据中央广播电视总台中国之声《新闻晚高峰》报道，从运载火箭的发射升空，到航天器在太空的交会对接，再到返回器返回地面，在空间站的在轨建设过程中，每个环节都离不开“雷达家族”的默默支持。

作为“千里眼”和“顺风耳”，不同类型的航天雷达分别都有哪些“特长”？它们又是如何各司其职助力航天任务的完成？

执行空间站“天和”核心舱发射任务的长征五号B遥二运载火箭从海南文昌发射场拔地而起，直冲天霄。在地面上，有两双“眼睛”紧盯火箭轨迹，实时观测着火箭的距离、方位、俯仰等数据信息。这就是承担发射保障任务的两部固定式脉冲测量雷达。这两部雷达主要用于运载火箭发射上升段外弹道测量，一旦火箭飞行出现偏移轨道等状况，它们即刻就能发现。

就像“眼睛”一样的不同类型的雷达，在整个空间站建设中有着多处应用。空间站“天和”核心舱发射后，紧随其后的将是“天舟二号”货运飞船，它将与核心舱在太空“相遇”，实现交会对接，这时候就需要微波雷达来“穿针引线”。微波雷达作为中远距离的测量手段，能够大空域、全天候自主工作，具有抗干扰能力强等特点。中国航天科工二院25所设计师姚元福介绍说，微波雷达能够稳定跟踪、精准导引，助力实现航天器的远距离捕获。姚元福表示：“25所研制的交会对接微波雷达，在货运飞船、载人飞船与空间站核心舱的交会对接过程中起到了指引测量的功能。它能够输出测距、测角、测速的精度指标给总体单位来使用。”

交会对接微波雷达由雷达主机和应答机两部分组成，分别安装在用于交会对接的两个航天器上。在空间站建设中，作为目标飞行器，空间站核心舱的三个对接口处分别安装了三台应答机，这次发射任务中，三台编制了不同ID编号的应答机，随空间站核心舱发射升空。而雷达主机则安装在货运飞船和载人飞船等主动飞行器上。形象地说，雷达主机向应答机发射电磁信号建立通信的过程，就类似于我们打电话的过程。姚元福介绍：“整个追踪的流程是飞船在距离目标飞行器，也就是核心舱一定距离时，它开始开启设备，开始以后微波雷达会向应答机发射电磁信号，应答机收到电磁信号以后，会对它进行转发，在雷达接收到信号以后，这两个产品会建立一个通信。我们就能得到它的测距、测速和测角的结果，这个结果就能测出两个飞行器相对的位置、速度、距离这些指标。”

从2011年首次实现“神舟八号”和“天宫一号”的“太空之吻”，到2020年跨越38万公里成功助力“嫦娥五号”上演“太空牵手”，微波雷达九年时间里六战六捷。随着微波雷达技术的不断创新研发，这通“电话”，可能在两个航天器相距100公里之外时就已经“拨通”了。姚元福说：“它最大的优势就是作用距离能够从20米一直到100公里，这是设计指标。根据神八、神九、神十、神十一，还有天舟一号，这每一次实验测试的结果来看，我们的距离都能达到150公里以上，它是一个非常远的距离。整个作用范围以内，它的精度是保持固定的，它的稳定性非常好。”

如果说微波雷达的工作方式是“一问一答”，还有一种雷达则需要通过“自问自答”的方式来实现跟踪，它就是主要承担火箭发射段和返回器返回段航迹测量的相控阵测量雷达。中国航天科工二院23所总体部副主任张涛介绍，在航天器穿过距离地球较近的大气层时，会产生通信中断的黑障区域。这时候，相控阵测量雷达可能是唯一一双能“看见”它的“眼睛”。张涛表示：“刚进入大气层以后，由于返回器与大气进行高速摩擦，会在返回器的周围形成等离子的鞘套，包裹返回器以后它会阻隔返回器内部与地面通信设备，我们之前所依赖的视频通信、语音通信或者是一些信标信号的发射，全部会因为等离子鞘套的包裹而断掉。这个时候唯一能够依赖的电磁波探测的手段就是精密跟踪测量体制的反射式的测量雷达，来保障返回器实时位置的获取。”

顾名思义，反射式测量雷达的工作原理是雷达发射出信号，遇到航天器后反射回地面，帮助控制中心了解飞行轨迹。新一代固态相控阵体制雷达，可以使高功率发射的效率成倍提高。张涛表示：“它最大的区别就在于信号发射的发射机是采用固态体制的发射机，它的可靠性，尤其是高功率发射的效率会成倍数提高，直接给我们带来效益就是维护会比较方便，出故障的概率会比较低。还有我们的环境适应性，比如西北比较干旱的一些回收场的环境，高温、沙尘暴这种情况，在这方面有非常大的提升。我们目前承担的精密跟踪测量体制的测量雷达，都已经达到了国际先进水平。”