近日，中國載人航天工程新聞發(fā)言人宣布，執(zhí)行我國首次載人交會對接任務的神舟九號飛船、長征二F遙九火箭組合體，從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場技術區(qū)垂直轉運至發(fā)射區(qū)。發(fā)言人稱，這標志著天宮一號與神舟九號載人交會對接任務已進入最后準備階段。
本次發(fā)射是我國首次載人空間交會對接，并且由航天員手動操作完成。其意義在于包括突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應用問題；為未來建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應用問題打下基礎。
圖為 神州9號擇機發(fā)射
天宮一號與神舟九號載人交會對接任務已進入最后準備階段，將于本月16日擇機發(fā)射。OFweek激光網帶您領略神州九號飛船可能用到的先進激光技術：
1.對接過程中激光雷達至關重要
早在2011年9月天宮一號與神州8號對接的過程中，上海天文臺激光組研制的激光雷達近場/遠場合作目標為對接發(fā)揮了關鍵作用。
激光雷達合作目標分為遠場合作目標和近場合作目標兩部分構成，用于將照射激光原路反射回到激光雷達，并能標示出目標在對接面上的不同位置。兩組合作目標分別用于遠距離和近距離測量使用。遠場合作目標為多個按一定規(guī)則組合的小面積直角棱鏡的集合體，近場合作目標是單個大角錐棱鏡。天宮1號目標飛行器激光雷達合作目標安裝在目標飛行器上，用于反射激光雷達入射光信號。配合運輸飛船激光雷達完成對兩飛行器之間相對運動參數的測量。
激光雷達就相當于航天飛船的眼睛，激光雷達精確的測量才能保證神舟9號在茫茫的宇宙中與天宮一號完成對接。
2.飛船外殼及特種合金零部件的切割加工
在航天航空設備的制造中僅外殼的設計就需要多次反復試驗，由于外殼采用特殊金屬材料制成，強度高、硬度高、耐高溫，普通的切割手段很難完成材料的加工，激光切割作為一種高效加工手段而得到廣泛應用。
激光切割技術是一種擺脫傳統(tǒng)的機械切割、熱處理切割的全新切割法，能將能量聚焦到微小的空間，從而獲得極高的輻照功率密度（105～1015W/c m2），從而具有更高的切割精度、更低的表面粗糙度值、更靈活的切割方法和更高的生產效率等特點。
另外，在神州9號飛船中，內部的零部件也同樣大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金等特種合金，結構形狀復雜，成形要求精確，而大功率激光切割機加工技術的引進，能提高加工的質量，降低模具投資成本，縮短生產周期，特別適用于復雜零配件加工。
3.發(fā)射裝置及飛船內部電子儀器的精密焊接
這是激光在航空航天領域應用的最廣泛的技術，由于激光焊接相對于電子束、等離子束和傳統(tǒng)焊接方法有自己獨特的優(yōu)勢，如能量密度高、熱影響區(qū)和變形區(qū)小、可焊接不同材料的組合、具有高的柔性等，再加上密封性好、適合在真空等特殊環(huán)境下加工，因此激光焊接在航天航空器件中得到廣泛應用，如傳感器、密封件、鉭電容等。
4.航天零部件的打標
軍工產品、航空航天零部件要求進行高質量的跟蹤，零部件的打標也通常使用激光打標來完成，如航天用傳感器、航天用刀具等。激光打標因其標記的內容不可擦除，耐酸堿腐蝕，不會被有機溶劑溶解，因此被廣泛應用于航天及軍工產品的質量追蹤等。
除此之外，飛船還可能使用激光進行金屬板毛化、材料表面強化等。
5.太陽電池片劃片
飛船脫離運載火箭順利進入太空后，展開后的太陽帆板相當于一個小型發(fā)電站，通過將太陽能轉換成電能，來為飛船上的電器設備提供能源。飛船上雖備有應急電源，但支持的時間有限，所以主要還是依靠太陽帆板提供電能。
這一次，神舟9號飛船電源帆板采用了新的太陽電池片：三結砷化鎵新型電池，原來從神一到神六采用的是單晶硅太陽電池，以前只能達到14.8％的光電轉換效率，而神9和“天宮一號”采用的都是轉換效率達到26.8％的高效三結砷化鎵太陽電池。因此，發(fā)電能力提高了50%。
這種電池的襯底通常為鍺(Ge)，在進行疊層的外延生長之前，需要對襯底進行劃片處理。襯底劃片的質量直接影響電池的性能。
激光劃片技術，特別是短波長激光如綠光/紫外激光，其加工熱影響區(qū)小，劃線質量優(yōu)越。無接觸式加工避免刀片加工產生的應力，可以有效提高襯底的優(yōu)等品率，同時對電池性能也有很大的改善，因此在太陽電池片制造過程中獲得廣泛應用。
總結：
交會對接對建立空間站、運送航天員、補給物資，乃至太空救援至關重要，完全掌握這項技術有助登臨月球以及地外行星。此次交會對接任務完成后，神舟飛船將逐步形成狀態(tài)固化的天地往返載人飛船，組批投產。隨著中國的航空工業(yè)以令人驚嘆的速度大跨步的向前進，激光在航天航空領域的應用，也會越來越廣泛和深入。
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