風塵僕僕趕到地球上空後，嫦娥五號探測器軌道器、返回器分離。返回器帶著月壤進入大氣層，飛向著陸場。此時，嫦娥五號任務完成在即。回過頭看，貫穿任務全過程的一個核心器件就是由中國航天科技集團八院研製的軌道器。它是最忠實的太空“郵差”——在相距38萬公裡的地球和月球之間，構建起一條太空“物流”的特殊通道，既承擔地月往返運輸的任務，將“乘客”安全地送往目的地，同時又要在太空中穩妥地完成貨品的“接收”“裝箱”，將珍貴的月壤投送回地球。
軌道器 國家航天局探月與航天工程中心供圖
“在整個任務過程中，軌道器在軌共有5次分離，6種組合體狀態，承擔地月往返運輸、器間分離、交會對接與樣品轉移等關鍵任務，是目前最複雜的空間飛行器之一。”中國航天科技集團八院嫦娥五號探測器副總設計師查學雷介紹。針對整個任務飛行狀態多、器間接口多、工作模式多、技術攻關難、地面驗證難等特點，研製團隊突破了4項關鍵技術。
一是多點高強度分離螺母實現了高可靠連接分離。
嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器4個部分組合而成，多器分工合作的狀態造就了探測器在太空中不斷“分離-組合-再分離-再組合”的變形過程，這在我國之前的航天器中絕無僅有。而軌道器就擁有5個分離面，既要保證組合狀態下器與器連得穩固，同時又要確保分離過程的安全可靠，這是探測器研製的一大難點。
軌道器摒棄了傳統的艙段間包帶連接方式，創新採用多點高強度分離螺母進行連接，通過在各分離面配置不同數量的分離螺母，以滿足艙段間連接強度與剛度要求。同時雙動作分離螺母包含兩套解鎖機構，其中任意一套動作就能確保分離面每一個分離點的可靠分離。連接穩固、分離可靠的連接解鎖與分離關鍵技術，成就了嫦娥五號的探月之旅。
二是抱爪、棘爪機構設計確保對接精度達到毫米級。
嫦娥五號探測器在離地球38萬公裡外實施我國首次月球軌道自動無人交會對接與樣品轉移，對接機構中的運動位置精度和對中性是影響樣品容器轉移的關鍵，對接精度要求達到毫米級。
為了解決這一難題，八院科研人員創造性地研製出了抱爪式對接機構，配合採用棘爪式轉移機構，在自動無人交會對接的同時實現樣品容器的自動轉移，這一世界首創的技術，確保了嫦娥飛天採樣任務的完成。
在此基礎上，研製團隊還構建了整機特性測試臺、性能測試臺、綜合測試臺、熱真空試驗檯四大世界一流的地面測試系統，充分驗證對接與樣品轉移機構地面試驗的有效性。
三是結構輕承載重實現了“雞蛋殼上掛秤砣”。
為了做到身材比例的完美，軌道器首次使用大承載複雜構型輕量化結構、多次分離複雜構型、多冗餘路徑複合傳力結構、大承載複合材料一體成型插層變厚度承力球冠技術等七項創新技術，結構質量比達到9.6%，真正做到了效能最優。僅僅46公斤的承力球冠能夠承載3噸的貯箱，具備30噸的極限承載能力，真正做到了“雞蛋殼上掛秤砣”。
通過積極創新設計，軌道器內有“錚錚鐵骨”，外有“完美身材”，擎得起飛天夢想，穩得住每個動作，成就了可靠的飛天嫦娥。
四是分區域管理，使軟件跑得穩、信號傳得好。
軌道器採用分艙段設計，各艙段都有對應的配電管理、熱控管理、信息管理需求，如果按照傳統的模式進行整器電氣設計，需要大量的跨艙段電纜進行信息交互，對軌道器的重量設計、分離面設計、電纜網設計以及整器總裝造成負擔。為此，研製團隊創新提出了分區域管理的分佈式綜合電子單機設計思想，通過區域劃分和整體佈局，最大可能地減少穿艙電纜與艙段內硬線連接。同時，團隊還創新提出整器電氣管理的區域化、標準化、模塊化設計思想，通過制定一系列標準規範，使得綜合電子系統做到從內到外整齊標準，靈活組裝易於拓展，跑得穩軟件，傳得好信號，點得起火工品，控得住機構。目前這種分佈式綜合電子技術已在多種飛行器推廣應用。
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