微波雷达 助力太空探索走得更稳更远

文/王云燕 金文莉

2022 年6 月5 日17 时42 分，神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式，经过6 次自主变轨，成功对接于天和核心舱径向端口，与核心舱及天舟三号、天舟四号货运飞船形成组合体。

由中国航天科工二院25 所（以下简称：25 所）研制的微波雷达在神舟十四号载人飞船距天和核心舱150 公里处开机。进入预定位置后，安装在神舟十四号载人飞船上的微波雷达与安装在天和核心舱的微波应答机建立稳定通讯，并保持对接全过程稳定可靠。作为空间交会对接技术中的关键测量敏感器，微波雷达承担着中远距离空间飞行器间距离、速度、角度等相对运动参数的精确测量任务。

此次神舟十四号交会对接任务是中国空间站建造阶段的首次载人交会对接任务，也是25 所微波雷达第九次出征载人航天工程任务。

2011 年11 月3 日，神舟八号与天宫一号成功完成中国首次空间交会对接任务，微波雷达研制走过十年艰辛之路后第一次被写入太空探索的历史。2020 年12 月6 日，嫦娥五号首次在38 万公里外的月球轨道实现无人交会对接，微波雷达换代升级，再立新功。2021 年5 月15 日，天问一号探测器着陆火星，25 所新研制的相控阵测量敏感器首次实现地外天体着陆测量。此时距离微波雷达首战告捷，又是一个十年。

“从第一次交会对接任务开始，十年来我们参与了空间站建设、探月工程、火星探测等航天重大工程，实现了3个首次，十战连捷。”中国航天科工二院25 所微波雷达总师孙武激动不已地说。多年逐梦航天，孙武带领的微波雷达团队，用创新和奋斗浇铸梦想，一步一个脚印开启了深空探测新征程。

稳健夯实载人航天

早在2000 年，留法归来的博士孙武，带领团队启动了交会对接微波雷达原理样机研制，此时，国内相关技术领域还是“一片空白”。从零开始的技术攻坚，日复一日地试验、更改、反思、学习、再试验……一个个关键技术相继突破，微波雷达研制接连取得重大进展。终于，微波雷达虽最晚进入，但一路奔跑追上载人航天大部队，成为最早交付的产品。

十年成就“太空之吻”，从方案提出到2011年第一次任务成功，中国空间交会对接技术跻身世界一流，并拥有100%自主知识产权。

“创新，是我们航天人代代相传的基因，踏入新时代航天发展快车道，我们更要奋力奔跑。”孙武的徒弟、团队设计师贺中琴说。

2012 年，瞄准空间站建设需求，研制团队开始进一步推进技术研发。在原有技术的积累上，他们在硬件、软件上进一步优化设计，重点开展了小型化、轻量化改进，在通信功能、低功耗、抗干扰能力等方面取得了重大技术突破。

2016 年10 月18 日，团队自主研发的第二代高精度测量微波雷达亮相“天宫二号”与“神舟十一号”。在这一次模拟空间站的对接任务中，这部全新的微波雷达，再一次圆满完成任务。据孙武介绍，二代产品采用误差补偿算法，将测角精度提高了一个数量级，增加了“定制化”通信功能和抗单粒子翻转能力，同时重量减轻一半，体积是以前的1/3，功耗减少到原来的2/3。这意味着它在太空中测量得更准、工作得更久，未来将在深空探测上发挥更大作用。

2021 年，微波雷达先后执行了“天舟二号”“神舟十二号”“神舟十三号”与“天和”核心舱的3次交会对接任务，2022 年还将继续为空间站交会对接任务保驾护航。

“这十年，空间任务逐渐常态化、快速化，我们的微波雷达持续输出高精度，有幸参与了空间站建设的光辉历程，也见证了中国航天的蓬勃发展。”第十次在指控大厅参与保障任务的孙武激动不已，“我们的产品也在这十年间逐步形成系列化、平台化，以更加稳健的步伐在探索太空的征程上前行。”

成功进入探月领域

马不停蹄做着“太空红娘”，心中依然期盼“嫦娥奔月”。2013 年，创新担当、奋斗求真的孙武团队，在竞争中获胜，成为探月三期的核心配套单位，开始了探索月球的逐梦之旅。

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。而且月球轨道空间环境更为复杂，这对微波雷达产品性能提出了更高的要求。

当时30 岁的贺中琴，被赋予技术负责人的重任。她说：“航天任务是一代代航天人接续奋斗的成果，困难很多，但我想试一试。”

紧张的研制周期，更高的产品性能要求，问题常常一个接着一个。贺中琴说：“大家的想法就是拼了，管它什么难题！来一个解决一个！”

2015 年7 月，月球轨道交会对接微波雷达转入正样研制阶段，此时的贺中琴刚刚怀孕，孙武和队友们都让她以肚子里的宝贝为重，但贺中琴放不下心里另一个“宝贝”——微波雷达。一向风风火火的她一刻也没停下，写文件、做试验、开会研讨，眼见着肚子一天天大起来，队友们不得不一遍遍叮嘱她：“哎呀，你慢点，要记得自己是个孕妇！”

功夫不负有心人，在孙武的带领下，她与团队攻克了相位干涉仪测角、大宽角度测量等多项关键技术，将微波雷达的测角精度再次提高，实现了双向传输通信和抗“月尘”干扰能力，综合测量性能达到国际领先。

从一名懵懂少女到独当一面的航天女将，贺中琴与微波雷达朝夕相处、共同成长，说起产品就像说起自己的孩子。任务前夕，她自信地说：“经过七项单机试验、三项分系统试验和五项系统试验的充分验证，我们和雷达都做好了最充分的准备！”

2020 年12 月6 日，嫦娥五号月球轨道交会对接任务备受世人关注，微波雷达在距离地球更遥远的空间领域再次斩获盛誉。探月之旅的成功，不仅是新产品的诞生，更是新一批航天人才的诞生。

开启深空探测新征程

2016 年，团队的眼光瞄准了更远的目标——星际探测，为天问一号探测器着陆火星提供测量手段——研制相控阵测量敏感器，是团队立下的第一个“Flag”。“这是一个勇敢的项目。”孙武说，“火星和地球之间距离漫长，通信存在十几分钟的时延，在地球上无法控制着陆过程，对敏感器提出的要求极为苛刻，很多试验我们要模拟火星上的环境来完成，比如选取沙漠环境等。”

研制小组很快组建起来，有“90 后”博士“天团”，也有“Z 世代”年轻力量。体制越新，带来的难度也就越大，技术团队又一次“从零”开始技术攻坚。经过五年精心打磨，相控阵测量敏感器相比于同类产品，实现了体积更小、重量更轻、功能更全、精度更高的既定目标，被称为“着陆末段关键七分钟的保命手段”。

2021 年5 月15 日，天问一号探测器成功着陆在距离地球亿万公里外的火星乌托邦平原，测量敏感器不辱使命，实现了相控阵体制雷达在地外天体着陆测量中的首次应用，跨越3.2 亿公里，团队留下了创新、开拓、奋斗的新印记。

“有幸参与了几次重大航天任务，每当我看着监视屏幕上的成功画面，都会感慨万千。”贾谷文被称为团队里的“蜘蛛侠”，无论寒冬腊月还是烈日酷暑，几乎每一次外场试验他都参与了，高塔上从不缺席。十年时间，小贾变成了老贾。“2009 年第一次外场挂飞试验，去的时候是夏天，回来时就穿上羽绒服了。经过不断的技术升级和改进创新，到2019 年，连同飞机改装转场在内，半个月就完成了十个架次的飞行试验，飞行数据全部有效。”他说，“这是不断探索、不断成熟的十年，很庆幸能和大家一起成长。”

“问天、问月、问星河，宇宙有多大，我们的梦想就有多大。”一名首次参与航天任务的“95后”设计师说道。这些航天事业的“新力军”，一边做着科研工作，一边当着航天科普宣讲人，从幼儿园走到大学，从北京海淀走到千里之外的山村留守儿童学校，他们把航天精神播种在娃娃们心里，也把航天梦播撒到神州大地。

人类探索太空的步伐永无止境。孙武团队将继续在载人航天工程、探月工程和行星探测任务中发挥科技支撑力量，在探索太空的征程上奋勇前行。在不远的未来，“手可摘星辰”将不再是梦。