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缓冲|四项巧设计护“嫦娥五姑娘”入“广寒宫”

嫦娥 设计 距离 嫦娥五号 着陆 天线 上升器 组合体 月尘 缓冲 定向天线 反射面 嫦娥五姑娘 姑娘

中新社北京12月2日电 题：四项巧设计护“嫦娥五姑娘”入“广寒宫”
作者 郭超凯
北京时间12月1日23时11分 ， 嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区 ， 并传回着陆影像图 。
历经主动减速、快速调整、接近、悬停避障、缓速下降和自由下落段 ， “嫦娥五姑娘”这稳稳的一落看似轻盈轻松 ， 却蕴藏着科研人员的众多智慧和积淀 。 采访人员采访中国航天科技集团所属中国空间技术研究院专家 ， 揭秘此次嫦娥五号落月的四项精巧设计 。
设计一：“选址准、落得稳”
嫦娥五号任务的落月和近月制动一样 ， 有且只有一次机会 ， 必须一次成功 。 由于涉及采样后上升器的月面起飞 ， 所以 ， 嫦娥五号落月的过程也是为后续上升器月面起飞选择“发射场” 。
相较于嫦娥三号、四号 ， 嫦娥五号对于着陆点的位置精度和平整度方面的高要求是空前的 ， 这需要着陆区域内无太高的凸起、无太深的凹坑 ， 坡度要符合任务要求 。
为实现“选址正确、落得准确” ， 嫦娥五号采用了中国空间技术研究院502所在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”方式 。 着陆上升组合体在飞到距离月面100米时会悬停一下 ， 通过对选定区域拍照 ， 精确识别选好落点 。 之后 ， 着陆上升组合体再斜向下飞行 ， 边下降边注意避障 ， 飞到选定着陆点的正上方后竖直下降 ， 在距离月面较近时提前关闭主发动机 ， 然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆 。
设计二：着陆缓冲“显身手”
落月的关键在于平稳二字 。 嫦娥五号着陆上升组合体在落月时 ， 撞击月面会形成较大的冲击载荷 ， 必须设计相应的着陆缓冲系统 ， 吸收着陆的冲击载荷 ， 保证探测器不翻倒、不陷落 ， 这是落月的技术难题之一 。 着陆缓冲机构 ， 通俗地说 ， 就是嫦娥五号的“腿” 。
与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比 ， 由于任务难度增加 ， 嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30% ， 但机构重量指标却减少了5% 。 嫦娥五号的“腿”继承了嫦娥三号、嫦娥四号的良好基因 ， 具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案 ， 保证收拢简单、展开可靠 ， 解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面问题 ， 确保嫦娥五号稳定可靠地完成与月球的“亲密拥抱” 。
设计三：“天黑请闭眼”
在降落的过程中 ， 嫦娥五号着陆上升组合体距离月面较近时 ， 主发动机会激起月尘 ， 容易触发月尘污染星敏感器 ， 从而影响上升器后续的月面起飞 。
【缓冲|四项巧设计护“嫦娥五姑娘”入“广寒宫”】为了不让月尘“迷了上升器的漂亮眼睛” ， 科研人员特别设计了一个盖子 。 在距离月面一定的高度时把星敏感器的镜头盖起来 ， 待落月之后月尘散去 ， 再通知星敏感器把盖子打开 ， 这一睁一闭之间 ， 着陆器和上升器组合体已经顺利着陆在月亮之上 。 这一过程被科研人员亲切地称为“天黑请闭眼” 。
设计四：定向天线“一线牵”
落月牵动着中国老百姓的心 。 38万公里外的嫦娥五号正经历着怎样的考验？所有的讯息 ， 都需通过着陆上升组合体的一口小小的“锅”来传送遥测数据 。 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 ， 通信的距离相比地面手机通信远了几万倍 ， 这就需要采取特殊的对地定向天线来发送数据 。 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 。 为了使整器减重 ， 此款反射面天线极致轻量化设计 ， 相比同类天线减重40%以上 ， 既轻便又可靠 。
中国空间技术研究院专家表示 ， 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 ， 向地球传送嫦娥五号落月的遥测数据 。 (完)

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