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4月22日，中国首艘货船“天舟一号”和“天宫二号”成功完成首次交会对接，为后续在轨推进剂补充试验“太空加油”提供了技术保障。
记者从中国科学院光电技术研究所了解到，在对接和后续对接过程中，该所研制的遥操作相机和激光雷达作为姿态轨道控制子系统的重要测量设备，将像两个“太空舞者”的眼睛，协助天舟1号和天宫2号完成优美的“太空华尔兹”。
22日第一次对接期间，光电研究所等单位联合研制的交会对接激光雷达安装在天州一号上。该雷达能够远距离精确捕获天宫二号，实现对天宫二号的高精度跟踪。同时，在整个交会对接过程中，实时获取天宫二号和天州一号的相对距离、速度、角度、角速度等运动状态信息，为航天器姿态和速度控制提供有力支持，确保首次精确对接的顺利完成。完成上述任务后，天州一号和天宫二号将在轨道上飞行两个月，完成三次推进剂补充。之后，两人再次分开，天舟1号从另一边与天宫2号对接。第二次对接的主要任务是进行环航试验，测试天州一号的前向对接能力，这也是天州一号与天宫二号对接的亮点之一。
光电研究所空日光电技术处副部长周向东表示，针对后续的“太空加油”和多方向对接任务，光电研究所精心设计了交会对接激光雷达ATP单元的“圆飞对接”功能。通过天宫二号的大规模圆飞扫描成像，实现了天宫二号多方向界面的自动识别、捕捉和测量功能。
“安装在天州一号舱外的遥操作摄像机将在交会对接过程中展示其在140米范围内的最终平移和会聚技能。”他说。遥操作相机有一系列“黑色技术”，例如适合长距离和短距离的双视场设计，以及在太空复杂照明环境下的成像能力。
在对接中，如果将天舟1号和天宫2号比作两个“太空舞者”，那么遥操作摄像机的双视角设计将确保它们不仅能看到彼此，而且还能考虑到“太空华尔兹”过程中双方的舞步和姿势。“你可以在140米远的地方看到船体，在1.4米远的地方完成对接时，你可以看到目标的全视野。”周向东表示，双视场中的“宽视场”是用来观察整个对接画面的，不仅是对接目标，还有船体的情况，用于大角度对接。“窄视野”主要观察对接目标。同时，这两个视野可以在一定程度上相互支持。
然而，为了让两个“舞者”拥有相同的节奏和频率，低延迟技术将发挥作用。“如果我们在家里进行视频聊天，由于编码、网络传输和解码的延迟，双方看到的动作可能都发生在过去几秒钟内，但它太空了，无法满足高精度的要求，必须克服这种延迟。”周向东表示，基于对接控制所需的图像数据传输、压缩算法和数据打包策略，该相机以1024×768分辨率的视频速率拍摄图像。如何保证图像质量不受损害，传输带宽有限，不产生延迟，是科研团队重点解决的关键技术之一。
在特殊的“台空舞台”中，如何让两个“舞者”克服太阳的直接变化和明暗的交替找到彼此是另一个难题。复杂光照条件下遥控相机的遥感成像功能就是为此而诞生的。“该设备可以在1勒克斯至110000勒克斯(阳光直射)的照明范围、船体的黑暗背景或太阳和船体本身的交替明暗中清楚地看到目标。这需要采用专门设计的调光算法和专门设计的遮光板来解决问题。”
