中新社北京12月2日電 題：四項(xiàng)巧設(shè)計(jì)護(hù)“嫦娥五姑娘”入“廣寒宮”
作者 郭超凱
北京時(shí)間12月1日23時(shí)11分，嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經(jīng)51.8度、北緯43.1度附近的預(yù)選著陸區(qū)，并傳回著陸影像圖。
歷經(jīng)主動(dòng)減速、快速調(diào)整、接近、懸停避障、緩速下降和自由下落段，“嫦娥五姑娘”這穩(wěn)穩(wěn)的一落看似輕盈輕松，卻蘊(yùn)藏著科研人員的眾多智慧和積淀。記者采訪中國航天科技集團(tuán)所屬中國空間技術(shù)研究院專家，揭秘此次嫦娥五號落月的四項(xiàng)精巧設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)一：“選址準(zhǔn)、落得穩(wěn)”
嫦娥五號任務(wù)的落月和近月制動(dòng)一樣，有且只有一次機(jī)會，必須一次成功。由于涉及采樣后上升器的月面起飛，所以，嫦娥五號落月的過程也是為后續(xù)上升器月面起飛選擇“發(fā)射場”。
相較于嫦娥三號、四號，嫦娥五號對于著陸點(diǎn)的位置精度和平整度方面的高要求是空前的，這需要著陸區(qū)域內(nèi)無太高的凸起、無太深的凹坑，坡度要符合任務(wù)要求。
為實(shí)現(xiàn)“選址正確、落得準(zhǔn)確”，嫦娥五號采用了中國空間技術(shù)研究院502所在嫦娥三號和四號上應(yīng)用的“粗精接力避障”方式。著陸上升組合體在飛到距離月面100米時(shí)會懸停一下，通過對選定區(qū)域拍照，精確識別選好落點(diǎn)。之后，著陸上升組合體再斜向下飛行，邊下降邊注意避障，飛到選定著陸點(diǎn)的正上方后豎直下降，在距離月面較近時(shí)提前關(guān)閉主發(fā)動(dòng)機(jī)，然后利用著陸腿的緩沖實(shí)現(xiàn)軟著陸。
設(shè)計(jì)二：著陸緩沖“顯身手”
落月的關(guān)鍵在于平穩(wěn)二字。嫦娥五號著陸上升組合體在落月時(shí)，撞擊月面會形成較大的沖擊載荷，必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的著陸緩沖系統(tǒng)，吸收著陸的沖擊載荷，保證探測器不翻倒、不陷落，這是落月的技術(shù)難題之一。著陸緩沖機(jī)構(gòu)，通俗地說，就是嫦娥五號的“腿”。
與嫦娥三號的著陸緩沖設(shè)計(jì)方案相比，由于任務(wù)難度增加，嫦娥五號任務(wù)的著陸緩沖能力要求提高了30%，但機(jī)構(gòu)重量指標(biāo)卻減少了5%。嫦娥五號的“腿”繼承了嫦娥三號、嫦娥四號的良好基因，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“偏置收攏、自我壓緊”式方案，保證收攏簡單、展開可靠，解決了著陸緩沖、著陸穩(wěn)定性等多方面問題，確保嫦娥五號穩(wěn)定可靠地完成與月球的“親密擁抱”。
設(shè)計(jì)三：“天黑請閉眼”
在降落的過程中，嫦娥五號著陸上升組合體距離月面較近時(shí)，主發(fā)動(dòng)機(jī)會激起月塵，容易觸發(fā)月塵污染星敏感器，從而影響上升器后續(xù)的月面起飛。
為了不讓月塵“迷了上升器的漂亮眼睛”，科研人員特別設(shè)計(jì)了一個(gè)蓋子。在距離月面一定的高度時(shí)把星敏感器的鏡頭蓋起來，待落月之后月塵散去，再通知星敏感器把蓋子打開，這一睜一閉之間，著陸器和上升器組合體已經(jīng)順利著陸在月亮之上。這一過程被科研人員親切地稱為“天黑請閉眼”。
設(shè)計(jì)四：定向天線“一線牽”
落月牽動(dòng)著中國老百姓的心。38萬公里外的嫦娥五號正經(jīng)歷著怎樣的考驗(yàn)？所有的訊息，都需通過著陸上升組合體的一口小小的“鍋”來傳送遙測數(shù)據(jù)。這個(gè)“小鍋”就是定向天線——把探測器上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娴陌l(fā)射轉(zhuǎn)換裝置。
從月球把數(shù)據(jù)發(fā)送回地球，通信的距離相比地面手機(jī)通信遠(yuǎn)了幾萬倍，這就需要采取特殊的對地定向天線來發(fā)送數(shù)據(jù)?？蒲腥藛T設(shè)計(jì)的定向天線包含了反射面天線輻射器、雙軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了使整器減重，此款反射面天線極致輕量化設(shè)計(jì)，相比同類天線減重40%以上，既輕便又可靠。
中國空間技術(shù)研究院專家表示，雙軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就像人的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)，驅(qū)動(dòng)反射天線輻射器靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，確?！靶″仭笔冀K對準(zhǔn)地面，向地球傳送嫦娥五號落月的遙測數(shù)據(jù)。(完)