升器组合体 “嫦娥五号”奔月“挖土”，揭秘背后技术和关键“神器”( 二 )
“嫦娥”落月牵动着大家的心。38万公里外的探测器正经历着什么样的考验？所有的消息都需通过着陆器、上升器组合体的一口小小的“锅”来时时传送遥测数据。这个“小锅”就是定向天线——把探测器上的数据传输到地面的发射转换装置。
从月球把数据发送回地球，通信距离是地面手机通信的几万倍。这就需要采取特殊的对地定向天线来发送数据。五院总体设计部科研人员设计的定向天线包含了反射面天线辐射器、双轴驱动机构。双轴驱动机构就像人的肩关节、肘关节，驱动反射天线辐射器灵活地转动，确保“小锅”始终对准地面。此外，这款反射面天线采用了极致轻量化设计，相比同类天线减重40%以上，既轻便又可靠。
作为中国探月工程重大专项“绕落回”的收官之战，“嫦娥五号”已完成落月任务，接下来将完成我国首次无人月面取样返回。这也是继1976年苏联Luna24取回月球样品后，人类时隔44年再一次采集月球样品并返回地球。
而月面采样同样需要很多高难技术，“嫦娥五号”去月球上“挖土”，显然不是普通挖掘机能干的事儿。为确保“挖土”能顺利完成，“嫦娥五号”还搭载了不少“神器”。
揭秘：月球“挖土”背后关键“神器”“嫦娥五号”的科学任务主要由探测器执行，上面装载的有效载荷则是关键“神器”。据了解，嫦娥五号共配置了6台有效载荷和1台载荷管理器。6台有效载荷分别是降落相机、全景相机、全景相机转台、月球矿物光谱分析仪、月壤结构探测仪、国旗展示系统。
其中，月球矿物光谱分析仪是嫦娥四号“红外成像光谱仪”的升级版，突破了红外宽谱段谱段的分光器性及探测器性能提升，将光谱范围扩展到了480～3200nm，除了能探测月球表面主要矿物辉石、橄榄石等，还具备探测3000nm附近的羟基吸收峰特征的能力，用以完成对月面目标的光谱探测和分析任务，为采样区月表物质成分和资源勘察，以及样品实验室测量结果比对研究提供科学数据。
月壤结构探测仪是一种工作于无载频皮秒脉冲信号的探测雷达，探测深度可达3米，分辨率达到厘米级。除可用于月壤厚度和结构探测外，它还可在月面钻取工作前，对钻取区的月壤下的石块进行分析判断，为钻取策略提供支持。
月尘带电测量仪由两套相同的测量探头组成，月尘带电测量探头是嫦娥五号着陆器工程参数测量分系统的一部分，它能够对月球表面由自然环境影响引起的月尘带电特性进行测量。每套探头又分别由一组阻滞栅网（阻滞势分析仪）和一台微质量天平（粘性石英晶体微量天平）组成。
着陆器无损探伤测量仪是在着陆器着陆时，用来检测与力学支撑结构连接处受冲击产生的损伤状况的仪器设备。此外，着陆器无损探伤测量仪还采用了先进的TMR无损检测技术，该项技术是国际无损检测技术的重要发展方向。
文章插图
“嫦娥五号”的使命是实现月球区域软着陆及月面采样返回，是中国首个实施无人状态下月面采样返回的航天器，是探月工程中最关键的探测器，也是中国探月工程第三阶段的收官之战。按计划，“嫦娥五号”探测器将进入地月转移轨道，约20天后将带回我国首份自主无人采集的月球样品。
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来源 | 北京日报
编辑 | 北京高沃知识产权（ID: gaowoip-com)
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