2021年6月17日15時54分，神舟十二號飛船與空間站成功交會對接，中國航天員首次進(jìn)入了自己的太空家園，他們將在這里工作生活數(shù)月，成為我國空間科研和太空生活的開拓者。由長春光機所研制的光學(xué)成像敏感器光學(xué)系統(tǒng)及激光投射散斑抑制系統(tǒng)兩個關(guān)鍵組件和TV攝像機、十字靶標(biāo)、TV瞄準(zhǔn)鏡等設(shè)備在神舟十二號、天舟二號兩飛船與空間站的交會對接中發(fā)揮了重要作用。
承擔(dān)這次交會對接精確瞄準(zhǔn)的設(shè)備是第三代光學(xué)成像敏感器，由中國航天五院502所承制，其中光學(xué)成像敏感器光學(xué)系統(tǒng)及激光投射散斑抑制系統(tǒng)兩個關(guān)鍵組件，由中科院長春光機所研制。與前兩代光學(xué)成像敏感器相比，有著更大的捕獲范圍、更高的瞄準(zhǔn)精度以及更強的抗雜光干擾能力。
兩個比子彈速度快約8倍的高速飛行器在軌道上要進(jìn)行捕獲和對準(zhǔn)并非易事。光學(xué)成像敏感器激光投射散斑抑制系統(tǒng)就好像一把特殊的“手電”，而光學(xué)成像敏感器光學(xué)系統(tǒng)則是一只銳利的“眼睛”。神舟飛船用“手電”照射空間站上的合作目標(biāo)，然后“眼睛”通過判讀合作目標(biāo)的分布關(guān)系，確定兩個飛行器的相對位置，修正偏差，實現(xiàn)精準(zhǔn)對接。
這把“手電”到底特殊在哪呢？原來這把“手電”——光學(xué)成像敏感器激光投射散斑抑制系統(tǒng)發(fā)射的是兩種不同波長的激光，它將由于干涉效應(yīng)明暗不均的激光散斑進(jìn)行勻化，使得在±17°范圍內(nèi)的激光分布均勻。如果沒有它，當(dāng)神舟飛船的“眼睛”看空間站時就會有時“晃眼睛”有時“看不清”。而正因為有了這把特殊的“手電”，神舟飛船在全視場范圍內(nèi)都可以“看清”空間站，確保了兩個飛行器實現(xiàn)交會對接。
而神舟飛船的這只“眼睛”也不一般。兩個飛行器在偌大的太空中要實現(xiàn)交會對接就好比在穿針引線，不可差一絲一毫。這只“眼睛”——光學(xué)成像敏感器光學(xué)系統(tǒng)的絕對畸變誤差為1微米。有了這個光學(xué)系統(tǒng)，第三代光學(xué)成像敏感器在兩個近十米的飛行器即將對接時，可以實現(xiàn)不大于3mm的瞄準(zhǔn)精度，可謂精確無誤。
安裝在神舟十二號上的TV攝像機和空間站上的十字靶標(biāo)也是長春光機所研制的。TV攝像機是航天員在艙外的電子眼，它的任務(wù)是在手控交會對接模式當(dāng)中幫助航天員和地面飛行控制中心找到并瞄準(zhǔn)空間站上的合作“靶標(biāo)”，實現(xiàn)精確對接，在自動交會對接中也可以實時監(jiān)控兩飛船的相對位置。TV攝像機和靶標(biāo)不像在艙內(nèi)的設(shè)備那樣可以受到艙壁的保護，它安裝在飛船艙外，可以在空間射線、高低溫環(huán)境下正常工作。同時無論飛船位于軌道的陽照區(qū)還是陰影區(qū)，都可以在太空黑背景的條件下，對空間站上的“靶標(biāo)”進(jìn)行正常成像，這也是TV攝像機的獨門絕活。
在神舟十二號飛船上還有一個長春光機所研制的設(shè)備——TV瞄準(zhǔn)鏡。它的關(guān)鍵作用是在飛船在軌飛行和返回地球的時候，為航天員實時確認(rèn)飛船姿態(tài)。它有中心一個視場和周邊8個視場，每一個視場都要準(zhǔn)確無誤地對準(zhǔn)地球的相應(yīng)位置，否則會造成航天員判讀錯誤。長春光機所研制的TV攝像機和TV瞄準(zhǔn)鏡早在神舟八號時就有應(yīng)用，并且在神舟八號到神舟十二號上都出色地完成了任務(wù)。
神舟飛船交會對接設(shè)備項目團隊負(fù)責(zé)人是劉偉奇研究員，團隊成員平均年齡在35歲左右。在研制過程中，項目團隊成員大力協(xié)同、攻堅克難，發(fā)揚“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)”的載人航天精神，保證了設(shè)備能夠順利交付并成功完成任務(wù)。