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“嫦五”九天揽月背后的“航天电子”

时间:2020-12-22 16:27 来源:中国访谈时报网

11月24日,海南文昌,身强体壮的“胖五”再一次拔地而起,带着嫦娥五号探测器飞向远在38万公里外的月球,执行我国首次无人月球采样返回任务。12月17日,嫦娥五号返回器成功着陆地球。至此,探月工程“绕、落、回”三步走的收官之战圆满完成。

千难万险的奔月之旅中,众多航天电子产品为“嫦五”保驾护航。据航天科技集团九院介绍,该院全方位参与此次任务,提供了大量高质量、高可靠的航天电子产品。“嫦五”飞天史册中,九院用智慧和汗水默默写下了自己的名字。

作为我国目前研制的最为复杂的探测器,“嫦五”的采样、起飞上升、交会对接等环节是此次任务最主要的挑战。在整个任务持续的20多天里,为了保障探测器高质量完成月面采样、月表起飞、月球轨道交会对接和样品转移这一系列高难度动作,九院各单位迎难而上。

“嫦五”由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成。据介绍,九院为上升器、返回器综合管理单元配套了CPU模块。上升器、返回器数管分系统的综合管理单元可实现星地通信、飞行过程中各设备的健康监测和任务执行管理、月面再发射、样品返回等重要功能,其核心部件CPU模块相当于“大脑”,是上升器、返回器的控制源头,负责控制各相关模块,使其正常运转,主要承担着测控应答机接收并执行地面发送的所有遥控直接指令;完成遥测数据的采集和遥控间接指令的分配,以及加热回路控制驱动;提供星上基准时间,采集各类遥测数据组帧下行等功能。

专门为“嫦五”量身定制的两款分离脱落电连接器,创新了多项技术。产品中的运动核心机构首次采用真空镀膜工艺技术,该技术让运动机构穿上了一个光滑“外衣”,该“外衣”既抗寒又耐热,而且抗腐蚀性极强,不易老化,有它加身,有效降低了金属面间的摩擦系数,防止冷焊效应的发生。在体积和重量基本保持不变的情况下,将产品接触件增加了30%,确保信号功率增大,而且在保留低频信号传输功能的基础上,首次增加了高频信号传输功能,使产品传输信号种类更多。

为“嫦五”研制的激光惯组能够为探测器月面着陆、月面起飞、交会对接、携带样本高速再入返回地球等各项操作提供实时、连续的姿态速度位置信息。据悉,配套的激光惯组分别作为着陆上升组合体和返回器主份惯导,全过程参与任务,能够为着陆上升组合体精准落月,上升器与轨道舱精准对接,返回器高速返回精准着陆提供高精度导航信息,性能达到国际先进水平。

两台光纤惯组分别安装于探测器的着陆上升组合体和返回器中。其中,着陆上升组合体光纤惯组主要用于测量载体相对于惯性空间的角速度和加速度,全程参与中国史上首次月面起飞及月球临近空间的交会对接任务;返回器光纤惯组全程参与返回器高速再入地球大气时的惯导解算,助力返回器精准落地和回收。

上升器配套的X频段测控子系统,返回器配套的S频段应答机,以及轨道器配套的轨道器X频段应答机,能够有力地帮助“嫦五”实现各种工作模式下的探测器和地面站之间的测控通信,助力实现首次在月球表面自动采样、月面起飞和月球轨道无人对接等功能。其中,返回器S频段应答机作为“嫦五”采样返回路上的唯一测控通信工具,为“嫦五”再入返回地球保驾护航。

推进系统就像人的骨骼和肌肉,轨道器、着陆器、上升器推进线路盒就像人的神经网络,其中,上升器推进线路盒能够准确地控制推进分系统各种阀门开关操作,控制3000牛发动机实现上升器月面上升,并与轨道器在月球轨道实现交汇对接。还有九院研制的低磁性矩形电连接器、轨返分离信号装置、快速断接器等明星产品广泛应用于“嫦五”中。

微波开关是航天器有效载荷中的核心产品,九院为“嫦五”配套的2台微波开关应用于着陆器测速测距分系统中,用于切换着陆器的飞行速度,从而控制与月球表面的距离,助力在月球表面实现软着陆。

(责编:赵竹青、初梓瑞)

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