中央紀委國家監委網站 柴雅欣報導12月2日22時，嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動採樣，並已按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。
為了採到2千克左右的月球樣本，嫦娥五號需要解決不少難題，比如：落月時揚起層層月塵，迷住了「眼睛」怎麼辦？月面地形複雜，巖石堅硬，怎麼能鑽取樣本？別擔心，它提前練就了一身解難題的真功夫。
1. 「火眼金睛」與「智慧大腦」——「外腦」「外眼」設計
表面上看，著陸器「背著」上升器軟著陸到了月面，但實際上，落月過程中，著陸器請了外援，GNC系統工作和指揮過程都藉助了「外腦」和「外眼」。
「外腦」和「外眼」分別是上升器月面起飛時要用的「最強大腦」中央控制計算機，以及通過「看星星」確定自己姿態的星敏感器。這是設計人員根據「上升器全程陪同著陸器」的實際想出的妙招，既節約成本，又減輕重量。
距離月面較近時，嫦娥五號的主發動機難免激起月塵，汙染星敏感器，從而影響上升器月面起飛工作。「我們專門設計了蓋子，在距離月面一定的高度時把星敏感器的鏡頭蓋起來，我們稱之為『天黑請閉眼』。」五院技術專家告訴記者，待落月後月塵散去，再「通知」星敏感器打開蓋子。這一睜一閉之間，著陸器和上升器組合體已經順利著陸在月亮之上了。
2. 穩穩一落多靠「腿」——著陸緩衝機構顯身手
嫦娥五號重量不小，穩穩一落功夫了得。著陸上升組合體在落月時，撞擊月面會形成較大的衝擊載荷。技術專家們早有預判，設計了相應的著陸緩衝系統，吸收著陸的衝擊載荷，保證探測器不翻倒、不陷落。
著陸緩衝機構，通俗地說就是嫦娥五號的「腿」。這四條緩衝、支撐一體化的「腿」可不一般。著陸緩衝機構具有完全自主智慧財產權的「偏置收攏、自我壓緊」式方案，保證了收攏簡單、展開可靠，解決了著陸緩衝、著陸穩定性等多方面的問題。
與嫦娥三號的著陸緩衝設計方案相比，由於嫦娥五號任務難度增加，其著陸緩衝能力要求提高了30%，但機構重量指標卻減少了5%。面臨減重的難關，研製團隊反覆迭代，一旦發現新的減重突破口，就再次推翻之前的設計、繼續修改，一遍遍的修正迭代後，終於滿足了設計指標，確保嫦娥五號穩定可靠地與月球親密「擁抱」。
3. 挖土「利器」——鑽取子系統
挖土不能「徒手」使蠻力，工具必不可少。其中，鑽取子系統是月球次表層自主鑽取採樣任務的關鍵技術之一；它給力，採樣深度和採樣量才能達到預期指標要求。
據介紹，鑽取子系統研製歷時十餘年之久，練就了鑽進能力、排粉能力、月壤適應性「三強」的獨創鑽頭，確保「鑽得動」。
這個鑽頭是「百裡挑一」。「我們通過建立鑽進與取芯能力評價體系，對比16種設計方案，最終確定雙排鑽牙階梯構型，通過『千錘百鍊』來保證鑽進過程順暢可控，具備對8級硬度巖石的鑽進能力。」據五院529廠專家介紹，鑽頭具備針對不同顆粒度月壤切削、撥、擠、排的能力，雙排出刃形成多個切削麵，具有較好的解決危險工況和大顆粒的能力。
此外，嫦娥五號還專門配備了智慧控制器，一邊感受月壤硬度，一邊調整鑽取速度和力度。
4. 拍照「神器」——CMOS相機
CMOS相機，好比是探測器的「天眼」，全程監測探月過程。
在嫦娥五號著陸器上，有5臺工程參數測量分系統相機。它們分別是鑽取機構監視相機、採樣過程監視相機A/B/C和分離上升監視相機。
「如果這5臺相機獨立設計，不僅每臺相機比較重，而且總產熱量太大會給相機熱控設計造成困難，更會增加電纜網的複雜度和重量。」據五院508所技術專家介紹，考慮到可靠性和設計備份，團隊近乎到了「無策可施」的困境。
「葫蘆娃，葫蘆娃，一個藤上七個瓜……」葫蘆娃的故事竟帶來啟發。「每臺相機內部都要配備一個供電轉換系統，5臺相機就是5個，如果『合五為一』成一臺總控制器，相當於省了4個供電轉換系統，不僅降低總重和功耗，整星電纜數量和重量也會減少，一舉多得！」硬體工程師張保貴說。
靈感有了，接下來便是實現的問題。「一拖五」並沒那麼簡單，為了實現該方案，工程師們首次引入了FPGA+DSP處理架構，兩晶片分工明確，其中FPGA主要對相機進行時序控制和圖像預處理，DSP主要承擔數據壓縮任務。
相機控制器「一拖五」設計，支持5路相機控制和圖像處理，解決了多通道數據並行處理與模式切換問題，也為後續多相機集成設計奠定了技術基礎。
5. 地月之間架「橋梁」——定向天線
38萬公裡外，嫦娥五號正在做什麼，經歷著什麼樣的考驗？別著急，一口「小鍋」滿足監測需求，也滿足你的好奇心。
據介紹，嫦娥五號所有的訊息，都通過著陸上升組合體的一口「小鍋」來時時傳送遙測數據。它是定向天線——把探測器上的數據傳輸到地面的發射轉換裝置。
從月球把數據發回地球，通信距離相比地面手機通信遠了幾萬倍，這就需要採取特殊的對地定向天線幫忙。據介紹，定向天線包含反射面天線輻射器和雙軸驅動機構。雙軸驅動機構就像人的肩關節、肘關節，驅動反射天線輻射器靈活地轉動，確保「小鍋」始終對準地面。為了使整器減重，此款反射面天線極致輕量化設計，相比同類天線減重40%以上。
【來源：中央紀委國家監委網站】
聲明：轉載此文是出於傳遞更多信息之目的。若有來源標註錯誤或侵犯了您的合法權益，請作者持權屬證明與本網聯繫，我們將及時更正、刪除，謝謝。 郵箱地址：newmedia@xxcb.cn