光学成像敏感器
光学成像敏感器
光学成像敏感器是一种高智能化的测量设备,作用距离从数米到数百米,在空间交会对接的平移靠拢段被广泛应用。“眼睛”的学名是光学成像敏感器,光学成像敏感器是用于飞船与目标飞行器交会对接的近距离成像测量敏感器,由位于飞船上的相机和位于目标飞行器上的目标标志器组成。2016年的天宫二号神舟十一号就是采用光学成像敏感器成功对接。
设备简介
2015年6月22日,中国科学家改进了航天器的交会对接技术,开发出具有超高精度的“眼睛”引导系统,新的引导系统将会应用于中国第二个空间实验室——天宫二号以及嫦娥五号探测器探月工程,并最终用于计划中的载人空间站
中国计划2016年发射第二个空间实验室天宫二号,2017年前后发射嫦娥五号,实现月球采样返回,并在2020年前后建成空间站。
重要意义
“眼睛”引导系统需要让“飞船与目标飞行器要经过几十万公里的追逐,完成‘穿针引线’般的精准对接。新一代交会对接光学成像敏感器最大的改进是抗杂光的能力更强。即使在太阳强光直射时,“眼睛”也不会被“亮瞎”,极大地提高了交会对接的可靠性,并使可对接窗口期延长为原来的两倍左右。“新‘眼睛’的首次捕获时间,即第一眼看到目标,并作出反应认出目标的时间,从原先的10秒提高到1秒之内。其重量和功耗却仅为国际主流产品的1/2。”
历史沿革
2015年6月,中国首台第三代交会对接光学成像敏感器研制成功,开发出具有超高精度的“眼睛”引导系统。作为该敏感器承研单位,中国航天科技集团五院502所从2011年开始,历经4年技术攻关,完成了第三代产品的研制工作。新一代产品的关键技术指标已经达到甚至超过国际先进水平。
应用领域
“眼睛”还将在卫星燃料加注、维修、飞机空中加油、水下无人航行器交会对接等领域发挥重要作用。
发展前景
“第三代交会对接光学成像敏感器将应用于天宫二号目标飞行器以及中国空间站
在航天领域,导航敏感器分为两类:一类是针对神舟飞船天宫一号目标飞行器等在轨服役航天器的交会对接光学成像敏感器(CRDS),后续的在轨加注操作等也需要这类产品提供保障;另一类则是针对失效卫星或空间碎片的交会测量光学成像敏感器(NLS)。
将来,CRDS可拓展应用于空间在轨服务、飞机空中自动加油、水下无人航行器交会对接等领域。目前502所正在攻克的NLS技术近十年来也一直是国际上的研究热点,可应用于卫星在轨加注、维护等服务。
应用例子
2016年10月,天宫二号神舟十一号的交会对接,是搭建太空之家的重要一步,尤其是两者从相距120米到最终完成对接的阶段,难度最大、风险最高。为了让它们能在以8倍于子弹的速度下毫厘不差地对接在一起,技术人员对光学成像敏感器实现了升级。与天宫一号上运用的一代产品相比,升级版敏感器的太阳杂光抑制能力、识别目标敏感度均大幅提升,即使被晃了眼,视力恢复时间也能从原来的十秒缩短到几百毫秒。
参考资料

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目录
概述
设备简介
重要意义
历史沿革
应用领域
发展前景
应用例子
参考资料