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完善的“拥抱”——揭秘嫦娥五号交会对接背后的故事

admin2021-01-26131

  新华社北京12月6日电 题:完善的“拥抱”——揭秘嫦娥五号交会对接背后的故事

  新华社记者 胡喆

  12月6日破晓,嫦娥五号上升器乐成与轨道器返回器组合体交会对接,并将月球样品容器平安转移至返回器中。这是我国航天器首次实现月球轨道交会对接。其中,通过远程导引和近程自主控制,轨道器返回器组合体逐步靠近上升器,以抱爪的方式捕捉上升器,完成交会对接。那么,什么是“抱爪方式”?此次交会对接又有哪些看点?

完善的“拥抱”——揭秘嫦娥五号交会对接背后的故事 第1张

  设计理念天下首创

  “抱爪机构具有重量轻、捕捉可靠、结构简朴、对接精度高等优点。因此,我们在嫦娥五号上接纳了抱爪式对接机构,通过增添连杆棘爪式转移机构,实现了对接与自动转移功效的一体化,这些设计理念都是天下首创。”中国航天科技团体八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说。

  “所谓的抱爪,形象地说,就像我们手握棍子的动作,两个偏向一用力,就可以把棍子牢牢地握在手中。”中国航天科技团体八院嫦娥五号轨道器手艺副总卖力人胡震宇先容,探测器接纳的对接机构就是由3套K形抱爪组成的,当上升器靠近时,只要瞄准毗邻面上的3根连杆,将抱爪收紧,就可以实现两器的紧密毗邻。

完善的“拥抱”——揭秘嫦娥五号交会对接背后的故事 第2张

这是嫦娥五号轨道器返回器组合体逐渐靠近上升器画面。新华社发(国家航天局供图)

  捕捉、收拢、转移,看似简朴的历程,但在38万公里之外高速运行的航行器上实现却没有那么简朴。

  “月球轨道相对于地球轨道有时延,时间走廊较小,这就对时效性要求异常高,必须一气呵成完成对接与转移义务。”中国航天科技团体八院对接机构与样品转移分系统手艺卖力人刘仲注释:“对接全步骤要在21秒内完成,1秒捕捉、10秒校正、10秒锁紧。为此我们做了35项故障预案,从启动更先到交会对接,所有接纳自动控制。”

  “对接助手”可靠给力

  此次,由中国航天科工团体二院25所研制的嫦娥五号交会对接微波雷达,作为中远距离丈量的“助手”,乐成指导完成了嫦娥五号的交会对接义务。

  微波雷达是一组成对产物,由雷达主机和应答机组成,分别安装在嫦娥五号的轨道器和上升器上。当轨道器、上升器相距约100公里时,微波雷达更先事情,不停为导航控制分系统提供两航天器之间的相对运动参数,并举行双向通讯,两航天器凭据雷达信号调整航行姿态,直至轨道器上的对接机构捕捉、锁定上升器。随后,上升器中的月壤样品转移至返回器中。

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完善的“拥抱”——揭秘嫦娥五号交会对接背后的故事 第3张

这是12月6日在北京航天航行控制中心指挥大厅拍摄的嫦娥五号上升器在轨将月球样品容器转移至返回器画面。新华社记者 金立旺 摄

  交会对接微波雷达总工程师孙武先容,此前的义务中,我国航天器在近地轨道举行过多次交会对接,都应用了该微波雷达,优异的显示证实,我国已经乐成掌握交会对接手艺。但差别的是,这次交会对接是在38万公里之外的月球轨道,难度更大。

  “与近地轨道相比,月球轨道环境更庞大,要战胜月球引力影响,以是自动交会对接对微波雷达提出的要求极为苛刻。为此,研制团队攻克了一系列关键手艺。”孙武说。

  嫦娥五号的轨道器和上升器交会对接,是体量相差伟大的“大追小”庞大受力历程,需要微波雷达的测角精度更高。微波雷达项目主任设计师贺中琴先容,微波雷达主要作用在100公里到20米的中远程局限,精度的提高大幅提升了精准对接的胜算。

完善的“拥抱”——揭秘嫦娥五号交会对接背后的故事 第4张

12月6日,航天科技人员在北京航天航行控制中心指挥大厅监测嫦娥五号上升器与轨道器返回器组合体交会对接情形。新华社记者 金立旺摄

  此外,装有对接用应答机的上升器在落月时难免形成扬尘,这些肉眼不能见的滋扰将会严重影响测角精度。

  为确保平安渡过月球之旅,设计师们在应答机上安装了特殊质料制成的防尘罩,“就像戴上了护目镜,嫦娥的‘千里眼’就不会酿成近视眼。”25所设计师纪博说。

  减轻每一克重量都意义重大

完善的“拥抱”——揭秘嫦娥五号交会对接背后的故事 第5张

这是嫦娥五号上升器与轨道器返回器组合体完成交会对接画面。新华社发(国家航天局供图)

  事实上,25所研制团队为这次交会对接打造的微波雷达,不仅是“千里眼”,更是“顺风耳”,升级后的它更小巧、更壮大、更可靠。

  微波雷达在保证交会对接丈量“本职事情”的同时,还开发了航天器之间双向空空通讯的“第二职业”,从雷达与应答机之间“一问一答”的传输方式,升级至轨道器与上升器之间的“相同对话”,实现了遥控指令和遥测参数的双向传输。

  “以前就像老师上课点名,雷达发消息,应答机答到。现在,它们还要卖力上升器和轨道器之间的信息通报。”贺中琴说。

  同时,在此前交会对接微波雷达已经实现减重一半的基础上,这次又进一步开展了轻量化改善。“每一克重量的减轻,对嫦娥五号义务的意义都是重大的。”孙武说。

网友评论

4条评论
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