央廣網天津12月21日消息(記者劉陽)12月17日,我國“嫦娥五號”探測器返回器在內蒙古四子王旗成功著陸,標誌著“嫦娥五號”探測器探月任務圓滿完成。宇宙一小步,背後離不開科研團隊高精度作業和創新。
天津航天機電設備研究所在此次“嫦娥五號”探測器任務中承擔了交會對接試驗用大型超平支撐平臺研製任務,完成了採樣區域模擬月面形貌製備與構築系統任務,承擔了多項關鍵部件與工裝的生產任務,參加了“嫦娥五號”探測器熱控實施、裝配和地面保障任務,為“嫦娥五號”探測器探月任務的成功完成提供了全方位的助力。
破難題 將太空環境搬回地球
探月返回過程中,軌道器、返回器組合體與上升器能否完成交會對接是決定“嫦娥五號”是否可以將月壤帶回地球的關鍵環節之一。雖然我國已掌握空間交會對接技術,但與以往地球軌道交會對接相比,38萬公裡的月球軌道上沒有辦法藉助導航衛星的幫助,完全要靠探測器自己來解決,這就需要突破月球軌道測控精度、月球軌道敏感器交互、輕小型航天器對接等關鍵技術。為了真實的驗證“精準接,無縫轉”的交會對接和樣品轉移過程,需要在地面開展GNC全物理仿真試驗。要模擬它們在太空環境中對接狀態,需要用通過發動機噴嘴噴氣產生的只有幾牛的推力來讓數噸重的模擬器改變軌道和姿態。
為此,天津航天機電設備研究所為此次試驗研製了總面積達1200平米,單塊平臺水平度達到2角秒,拼縫高度差達到10微米的大型超平支撐平臺,如此才能保證“嫦娥五號”的模擬器在平臺上進行近乎無摩擦的運動,從而驗證探測器交會對接過程中的制導、導航與控制技術。
天津航天機電設備研究所在建設該平臺時利用從下到上的地基、支撐機構、平臺本體、控制系統和調平系統等多方面的技術優勢,利用濟南青花崗巖抗壓強度高、耐腐蝕等良好的物理特性,搭建更符合測試環境的大平臺,為此次“嫦娥五號”地面試驗的順利完成提供了有力保障。控制系統是平臺下方1200個支撐調節機構的大腦,負責接收檢測車回傳的平臺水平度數據,並精確計算每個支撐的運行量。天津航天機電設備研究所科研人員設計了基於CANopen總線的分佈式控制系統,通過閉環控制,保障了調節精度要求。
新技術 將月面搬到地面
12月2日,我國“嫦娥五號”探測器成功落月。12月3日我國首次月面自動採樣任務順利完成。此次“嫦娥五號”探測器自動採樣任務採用表鑽結合,多點採樣的方式。其中表取採樣的任務,完成採樣點選擇以及採樣策略的制定非常重要。
為了此次月面採樣任務的順利實施,天津航天機電設備研究所與中國空間技術研究院總體設計部共同完成了“嫦娥五號”探測器採樣區域模擬月面形貌製備與構築系統。該系統根據“嫦娥五號”探測器登陸月面後回傳後的圖像信息,通過技術手段在實驗室模擬真實採樣區域的月面形貌將“月面搬到地面”,為快速、有效的完成採樣點選擇與採樣策略的制定提供參考依據。
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