四项巧设计护“嫦娥五姑娘”入“广寒宫”

发稿时间:2020-12-02 17:08:57

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四项巧设计护“嫦娥五姑娘”入“广寒宫”

  中新社北京12月2日电 题:四项巧设计护“嫦娥五姑娘”入“广寒宫”

  作者 郭超凯

  北京时间12月1日23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区,并传回着陆影像图。

  历经主动减速、快速调整、接近、悬停避障、缓速下降和自由下落段,“嫦娥五姑娘”这稳稳的一落看似轻盈轻松,却蕴藏着科研人员的众多智慧和积淀。记者采访中国航天科技集团所属中国空间技术研究院专家,揭秘此次嫦娥五号落月的四项精巧设计。

  设计一:“选址准、落得稳”

  嫦娥五号任务的落月和近月制动一样,有且只有一次机会,必须一次成功。由于涉及采样后上升器的月面起飞,所以,嫦娥五号落月的过程也是为后续上升器月面起飞选择“发射场”。

  相较于嫦娥三号、四号,嫦娥五号对于着陆点的位置精度和平整度方面的高要求是空前的,这需要着陆区域内无太高的凸起、无太深的凹坑,坡度要符合任务要求。

  为实现“选址正确、落得准确”,嫦娥五号采用了中国空间技术研究院502所在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”方式。着陆上升组合体在飞到距离月面100米时会悬停一下,通过对选定区域拍照,精确识别选好落点。之后,着陆上升组合体再斜向下飞行,边下降边注意避障,飞到选定着陆点的正上方后竖直下降,在距离月面较近时提前关闭主发动机,然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆。

  设计二:着陆缓冲“显身手”

  落月的关键在于平稳二字。嫦娥五号着陆上升组合体在落月时,撞击月面会形成较大的冲击载荷,必须设计相应的着陆缓冲系统,吸收着陆的冲击载荷,保证探测器不翻倒、不陷落,这是落月的技术难题之一。着陆缓冲机构,通俗地说,就是嫦娥五号的“腿”。

  与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比,由于任务难度增加,嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30%,但机构重量指标却减少了5%。嫦娥五号的“腿”继承了嫦娥三号、嫦娥四号的良好基因,具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案,保证收拢简单、展开可靠,解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面问题,确保嫦娥五号稳定可靠地完成与月球的“亲密拥抱”。

  设计三:“天黑请闭眼”

  在降落的过程中,嫦娥五号着陆上升组合体距离月面较近时,主发动机会激起月尘,容易触发月尘污染星敏感器,从而影响上升器后续的月面起飞。

  为了不让月尘“迷了上升器的漂亮眼睛”,科研人员特别设计了一个盖子。在距离月面一定的高度时把星敏感器的镜头盖起来,待落月之后月尘散去,再通知星敏感器把盖子打开,这一睁一闭之间,着陆器和上升器组合体已经顺利着陆在月亮之上。这一过程被科研人员亲切地称为“天黑请闭眼”。

  设计四:定向天线“一线牵”

  落月牵动着中国老百姓的心。38万公里外的嫦娥五号正经历着怎样的考验?所有的讯息,都需通过着陆上升组合体的一口小小的“锅”来传送遥测数据。这个“小锅”就是定向天线——把探测器上的数据传输到地面的发射转换装置。

  从月球把数据发送回地球,通信的距离相比地面手机通信远了几万倍,这就需要采取特殊的对地定向天线来发送数据。科研人员设计的定向天线包含了反射面天线辐射器、双轴驱动机构。为了使整器减重,此款反射面天线极致轻量化设计,相比同类天线减重40%以上,既轻便又可靠。

  中国空间技术研究院专家表示,双轴驱动机构就像人的肩关节、肘关节,驱动反射天线辐射器灵活地转动,确保“小锅”始终对准地面,向地球传送嫦娥五号落月的遥测数据。(完) 【编辑:苑菁菁】

来源:南方日报网络版  责编:热播