10月23日早上，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室上搭載的一顆小衛(wèi)星在太空中成功釋放，并且對(duì)天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)組合體進(jìn)行了第一次拍照。

太空中又迎來(lái)了一位愛(ài)情見(jiàn)證者——伴隨衛(wèi)星。10月23日早晨7時(shí)31分，伴隨衛(wèi)星從天宮二號(hào)成功釋放，未來(lái)不久，這個(gè)只有一臺(tái)打印機(jī)大小的小家伙，將為天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)組合體補(bǔ)拍若干張屬于他們倆的浪漫婚紗照。

就在4天前，孤獨(dú)飛行一月有余的天宮二號(hào)，和她的如意郎君神舟十一號(hào)，在太空相遇。他們倆在航天員景海鵬、陳冬的見(jiàn)證下，辦了一場(chǎng)別開(kāi)生面的太空婚禮，他們?cè)诰嚯x地球母親393公里的太空，牽手、擁吻，成就一段佳話。

不過(guò)茫茫太空，兩位新人又都有8噸之重，速度比飛行的子彈還要快8倍，讓他倆精準(zhǔn)無(wú)誤地找到對(duì)方，交會(huì)、牽手，對(duì)接、完成驚世之吻，并不容易，一位位深藏絕技的月老在其中立了大功。在婚禮舉辦之時(shí)，“電科月老”浮出水面，備受矚目。

尋找

擁有“火眼金睛” 再黑也能找到它

在黑暗的太空，神舟十一號(hào)要想追上天宮二號(hào)，必須隨時(shí)掌握“心上人”的實(shí)時(shí)蹤跡，然后主動(dòng)“邂逅”，慢慢靠近直至完美對(duì)接，給她一個(gè)浪漫驚喜。

“電科月老”早就考慮到這一點(diǎn)，在他們身上安裝了激光雷達(dá)“智慧眼”，有了它，就像孫猴子擁有了“火眼金睛”，再黑也不怕找不到“妖怪”。

根據(jù)中國(guó)電科激光雷達(dá)項(xiàng)目副總師吳登喜的說(shuō)法，激光雷達(dá)——作為交會(huì)對(duì)接控制測(cè)量關(guān)鍵敏感器之一，在神舟十一號(hào)、天宮二號(hào)尋覓彼此的中近距離段，將完成對(duì)目標(biāo)距離、角度、變化率等信息實(shí)時(shí)高精度測(cè)量，支撐導(dǎo)航控制系統(tǒng)完成控制任務(wù)。

其原理并不復(fù)雜。在此次交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，天宮二號(hào)搭載了中國(guó)電科研制的激光雷達(dá)合作目標(biāo)，神舟十一號(hào)則搭載了激光雷達(dá)主機(jī)和信息處理機(jī)，其探測(cè)的基本過(guò)程，是由安裝在神十一飛船上的激光雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出激光束，激光束照射到天宮二號(hào)上后返回信號(hào)，激光雷達(dá)系統(tǒng)再根據(jù)接收到的返回信號(hào)計(jì)算分析。

“天宮二號(hào)攜帶的激光雷達(dá)合作目標(biāo)裝載了特殊的玻璃棱鏡，可以從多方位、大范圍內(nèi)反射激光雷達(dá)的光信號(hào)，配合激光雷達(dá)完成距離、角度等飛行參數(shù)的測(cè)量，確保飛船進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接。”吳登喜說(shuō)。

盡管激光雷達(dá)“智慧眼”并不是第一次登上神舟飛船，但吳登喜表示，同神舟十號(hào)相比，神舟十一號(hào)任務(wù)絕不是神舟十號(hào)激光雷達(dá)任務(wù)的簡(jiǎn)單重復(fù)，“神舟十一號(hào)將面對(duì)新的對(duì)接飛行器，新的對(duì)接環(huán)境以及新的空間試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)，為空間站的正式應(yīng)用進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證”。

按照計(jì)劃，未來(lái)中國(guó)空間站上可能有多個(gè)方向的接口，這就需要飛行器從一個(gè)對(duì)接口繞到另外一個(gè)對(duì)接口進(jìn)行對(duì)接，因此天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)交會(huì)任務(wù)中還增加了飛船繞飛試驗(yàn)。飛船繞飛時(shí)，需要躲避太陽(yáng)帆板、分支艙段和各種天線等突出物，確保安全可靠對(duì)接，避免碰撞、刮蹭等可能發(fā)生的事故。

這時(shí)，激光雷達(dá)“智慧眼”又要發(fā)揮作用了。吳登喜說(shuō)，它可以在對(duì)接過(guò)程中始終“不眨眼”，時(shí)刻監(jiān)視周?chē)膹?fù)雜環(huán)境，測(cè)量相對(duì)位置關(guān)系，提供大視場(chǎng)范圍的精確測(cè)量數(shù)據(jù)，引導(dǎo)飛船控制和保障與突出物體有足夠的安全距離。

婚約

良辰吉日毫秒不差 靠準(zhǔn)時(shí)“掐點(diǎn)”

擁吻的良辰吉日，不可有分毫的誤差。為給這對(duì)新人準(zhǔn)時(shí)“掐點(diǎn)”，“電科月老”特意打造了一套幾乎毫秒不差的“時(shí)統(tǒng)設(shè)備”，只要能夠準(zhǔn)時(shí)“對(duì)表”，就能夠按時(shí)完成浪漫之約。

按照中國(guó)電科副總工程師柴霖的說(shuō)法，天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)的對(duì)接“就像打仗一樣”，指揮員總是要求大家“對(duì)表”，確定一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間，各個(gè)系統(tǒng)才可以同步行動(dòng)，“否則，就會(huì)發(fā)生對(duì)接不上，或兩個(gè)航天器相撞的后果?！?/p>

這時(shí)，“電科月老”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心、北京飛控中心、中繼衛(wèi)星控管中心、衛(wèi)星測(cè)控中心及各測(cè)控站、測(cè)量船上部署的“時(shí)統(tǒng)設(shè)備”，就起到“對(duì)表”的作用。

柴霖說(shuō)，通過(guò)該設(shè)備，可以為整個(gè)航天系統(tǒng)中的各種用戶設(shè)備，提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)，以期達(dá)到一個(gè)效果，即讓分散在各地的用戶設(shè)備在統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)下同步工作，“3000年誤差不超過(guò)1秒”。

此外，神舟十一號(hào)要與天宮二號(hào)對(duì)接，還必須要精準(zhǔn)掌握發(fā)射的時(shí)間及狀態(tài)，這就需要T0控制臺(tái)。T0控制臺(tái)提供神舟十一號(hào)發(fā)射的倒計(jì)時(shí)、反饋運(yùn)載火箭的點(diǎn)火時(shí)刻和起飛時(shí)刻，并分發(fā)到通信、測(cè)量和控制系統(tǒng)。

T0控制臺(tái)采用的是“雙通道”、雙處理的新模式。柴霖說(shuō)，未建立雙通道，一旦出現(xiàn)故障，僥幸好一些的情況是，火箭發(fā)射失敗，但還矗立在發(fā)射塔；最可怕的是，火箭發(fā)射出去了，但相應(yīng)數(shù)據(jù)并沒(méi)傳回來(lái)，直接影響啟動(dòng)下一步設(shè)備以及對(duì)飛船的進(jìn)一步控制。”

換句話說(shuō)，想要良辰吉日毫秒不差，不僅需要準(zhǔn)時(shí)發(fā)出點(diǎn)火指令，還要反饋回來(lái)點(diǎn)火是否成功、是否成功起飛、何時(shí)起飛等信息。而這些提供信息的前提是，時(shí)間要對(duì)準(zhǔn)。

相守 

甜蜜時(shí)刻 “神經(jīng)元”和“蜘蛛網(wǎng)”掌控

如今，神舟十一號(hào)和天宮二號(hào)在歷經(jīng)黑暗尋找后，終于完成了世紀(jì)擁吻，這次，在證婚人景海鵬、陳冬的陪伴和見(jiàn)證下，“天神”許下了在太空中共度一個(gè)月的美好承諾，創(chuàng)造了中國(guó)航天史上最長(zhǎng)的相守。

一個(gè)月的時(shí)間，他們要如何完成相處的磨合？“電科月老”配備的傳感器——類似人體內(nèi)的“神經(jīng)元”，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)他們一個(gè)月的相處進(jìn)展。

按照中國(guó)電科傳感器專家智文虎的說(shuō)法，傳感器是各類裝備最重要的基礎(chǔ)支撐之一，被譽(yù)為信息化裝備的神經(jīng)元，可以監(jiān)測(cè)火控、伺服機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)等系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。傳感器一旦失效，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作，致使裝備失去應(yīng)有的效能。

此次，“電科月老”就為天宮二號(hào)、神舟十一號(hào)配套了數(shù)十種傳感器，應(yīng)用于運(yùn)載、飛船、航天員三大系統(tǒng)中的遙測(cè)、伺服、熱控、推進(jìn)、環(huán)控生保、航天服等分系統(tǒng)，配套種類包括壓力、溫度、濕度、位移、過(guò)載、氧氣、二氧化碳、離子感煙、電導(dǎo)、呼吸、心電、體溫等傳感器，其主要功能為環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制、航天員生理監(jiān)測(cè)、遙測(cè)測(cè)量等。

這些傳感器在各個(gè)系統(tǒng)中起著不可或缺的作用。以環(huán)控生保系統(tǒng)為例，座艙總壓傳感器用來(lái)測(cè)量及調(diào)節(jié)艙內(nèi)大氣環(huán)境壓力，氧傳感器用來(lái)監(jiān)控艙內(nèi)氧氣含量，溫濕度傳感器組件用來(lái)測(cè)量艙內(nèi)溫度及相對(duì)濕度，離子感煙探測(cè)器、差定溫傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)艙內(nèi)火災(zāi)，液滿提醒裝置用于冷凝水貯箱液滿狀態(tài)的提示，還有減壓、泵壓、液溫等傳感器，則用于各類裝置的參數(shù)監(jiān)控。

只有這些還不夠，“電科月老”還打造了一張可天地互聯(lián)的通信測(cè)控“蜘蛛網(wǎng)”，有了它，“證婚人”就可以隨時(shí)傳達(dá)“情報(bào)”。

中國(guó)電科測(cè)控系統(tǒng)總師陳建民說(shuō)，海陸空構(gòu)成的測(cè)控“蜘蛛網(wǎng)”可實(shí)現(xiàn)跟蹤、測(cè)量、遙控、遙測(cè)、安全控制、話音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，并將接收到的測(cè)量、遙測(cè)信息傳送給航天飛行控制中心，根據(jù)航天飛行控制中心的指令與飛行器通信，建立了飛行器與地面之間唯一的通路。

通信系統(tǒng)則包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)、天地超短波通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、載人航天實(shí)況電視系統(tǒng)等，這些設(shè)備負(fù)責(zé)完成任務(wù)期間各種測(cè)控?cái)?shù)據(jù)、指揮調(diào)度、天地通信話音和視頻等信息的順利傳輸，陳建民說(shuō)，這些構(gòu)建了覆蓋各個(gè)站點(diǎn)的地面通信網(wǎng)絡(luò)，為各個(gè)階段提供測(cè)控和通信保證。

這其中，天地通信監(jiān)控中心是整個(gè)通信系統(tǒng)的樞紐，它可以第一時(shí)間收聽(tīng)和監(jiān)視飛船經(jīng)過(guò)的各地面站接收到的圖像和聲音，并且第一時(shí)間掌握飛船和各地面站的設(shè)備狀態(tài)，陳建民說(shuō)，“我們?cè)陔娨暽峡吹降暮教靻T畫(huà)面、聽(tīng)到的指揮員與航天員通信的聲音，都是從這里送出的?！?/p>