穩(wěn)住繞月飛行速度

在漫長的奔月旅行中，嫦娥四號要經(jīng)過多次加速變換飛行軌道后，才能最終抵達月球，由航天科工研制生產(chǎn)的高精度加速度計組合一路保駕護航，平穩(wěn)地完成了嫦娥四號的速度變化控制，保障落月任務(wù)的圓滿完成。據(jù)航天科工三院新聞發(fā)言人黃程友介紹，這一組合的核心部件——石英撓性加速度計稱得上是“功勛神器”，其產(chǎn)品性能在國內(nèi)首屈一指，曾先后助力神舟系列飛船的11次飛行任務(wù)和嫦娥三號飛行任務(wù)圓滿成功。

“在此次嫦娥四號飛行任務(wù)中，該組合主要承擔(dān)三大使命，即在地球和月球轉(zhuǎn)移變軌控制、環(huán)月軌道保持控制和動力下降三大階段測量嫦娥四號飛行的加速度，從而控制嫦娥四號的速度變化，以實現(xiàn)精確的變軌控制和平穩(wěn)、準(zhǔn)確的著陸控制?！秉S程友說。

據(jù)介紹，此次為嫦娥四號研制的高精度加速度計組合，采用新型設(shè)計方案，為核心部件石英撓性加速度計打造全新的配套電路，大大提高了其可靠性，研制團隊還做了大量開創(chuàng)性設(shè)計，使產(chǎn)品成本更低、體積更小、重量更輕、功耗更小。

助力落月優(yōu)美姿態(tài)

在歷經(jīng)奔月旅程和繞月飛行后，嫦娥四號在月球背面成功著陸，開啟全球首秀。由航天科工三院研制的γ關(guān)機敏感器肩負的任務(wù)就是讓嫦娥四號在最后的旅途中準(zhǔn)時“剎車”，精準(zhǔn)落月。

要讓探測器踏上月球，必須實現(xiàn)月背“軟著陸”。隨著落月過程的開始，置于嫦娥四號底部的γ關(guān)機敏感器便實時測量嫦娥四號與月球表面的距離。當(dāng)γ關(guān)機敏感器探測到距月球表面數(shù)米高度時，便發(fā)出關(guān)機指令，關(guān)閉軌道控制和姿態(tài)控制發(fā)動機。這個關(guān)機指令的發(fā)出，是實現(xiàn)“嫦娥落月”的關(guān)鍵動作，這一瞬間，決定著“落月”任務(wù)的成敗。當(dāng)軌道控制和姿態(tài)控制發(fā)動機關(guān)閉，就會停止給嫦娥四號提供推力，嫦娥四號就會在月球引力作用下以自由落體的方式下落，最終翩然降落在月球表面。

據(jù)項目團隊相關(guān)負責(zé)人介紹，此次嫦娥四號任務(wù)中，γ關(guān)機敏感器在近月環(huán)境下精確測距，精準(zhǔn)關(guān)閉了軌道控制和姿態(tài)控制發(fā)動機，有效保障了嫦娥四號的首次月背軟著陸成功。

精準(zhǔn)分離月球車

落月之后，嫦娥四號著陸器就要和玉兔二號月球車分離，這樣，月球車才能按自主軌道順利滑向月球表面，進行月球表面巡視工作。分離時，車體連接解鎖機構(gòu)就要開始發(fā)揮作用，而航天科工研制的連接解鎖機構(gòu)能否在既定時間按時解鎖，是此次任務(wù)成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，決定著玉兔二號能不能順利踏上月球表面。

此前，航天科工研制的連接解鎖機構(gòu)已在嫦娥三號、載人航天工程等任務(wù)中成功應(yīng)用。在載人航天工程中，它就像飛船的臂膀，毫秒不差、收放自如地將各個艙段按需拆合，保障飛船安全進入軌道運行、返回地球、到達預(yù)定著陸點和安全著陸等各關(guān)鍵階段。而在此次嫦娥四號任務(wù)中，連接解鎖機構(gòu)再次穩(wěn)定發(fā)揮，讓玉兔二號與嫦娥四號著陸器精準(zhǔn)分離，踏上月球開展科研任務(wù)。

賦予月球車敏捷身手

與著陸器分離后，如何讓玉兔二號靈活地“走起來”，順利完成避障、越障、爬坡等動作，也是本次任務(wù)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，航天科工為其定制了兩種電動機，一種是用于車輪驅(qū)動和轉(zhuǎn)向驅(qū)動的電動機，可以讓月球車行動自如;另一種是用于機械臂分系統(tǒng)關(guān)節(jié)驅(qū)動的電動機，可以讓機械臂靈活有力。

據(jù)航天科工十院此項目技術(shù)專家陳強介紹，這些驅(qū)動電動機于2008年研制成功，歷時5年的迭代成長，曾于2013年伴隨嫦娥三號實現(xiàn)了太空首秀，其功能主要是驅(qū)動玉兔一號在月球表面移動和轉(zhuǎn)向。為了克服月球表面相差幾百度的溫差，設(shè)計師采用巧妙的機械機構(gòu)，將電機各零部件組合在一起，使電動機能夠在溫度變化極大的情況下可靠運行，同時也有效防止月球表面的塵埃污染電機內(nèi)部。

目前，玉兔二號已經(jīng)開展了月午休眠及喚醒、兩器互拍等任務(wù)，隨著嫦娥四號任務(wù)轉(zhuǎn)入科學(xué)探測階段，玉兔二號將繼續(xù)開展月面巡視探測研究，而這些電動機將讓其保持敏捷的身手。

除了這幾項關(guān)鍵技術(shù)，在火箭發(fā)射階段，航天科工自主研制的自動測控設(shè)備還完成了運載火箭測量、遠距離測試一發(fā)射控制等任務(wù)，同時還為嫦娥四號提供了聲表面波器件產(chǎn)品、晶體元器件產(chǎn)品、蓄電池組、連接器、繼電器、金屬軟管、緊固件等核心技術(shù)和產(chǎn)品。高紅衛(wèi)介紹，在嫦娥四號任務(wù)期間，航天科工還為所提供的零部件都建立了全壽命、可追溯、可跟蹤的電子檔案，確保各參試產(chǎn)品安全可靠，為“嫦娥”飛得又穩(wěn)又美，“玉兔”靈活敏捷提供保障。

（資料來源于《光明日報》）