「嫦五」中的陝西智慧
2020-11-26 陝西網
西安光機所
西安光學精密機械研究所月球與深空探測技術研究室研製的全景相機將為採樣區月表形貌和月面國旗成像提供核心技術支撐。
該所研製的全景相機安裝在相機指向機構上，由相距一定距離的兩個相機組成，通過類似「人眼」的探測原理可以實現對目標的立體成像，依靠指向機構的左右旋轉和上下俯仰，實現大視場和上下大範圍的全景探測，再通過圖像拼接及立體反演，可得到採樣區全景立體圖像。當採樣機構工作時，全景相機還可以對採樣過程進行拍照和攝像，同時和其他載荷互相配合，共同實現採樣區域現場就位探測的科學目標。
嫦娥五號全景相機針對月面高溫進行了適應性設計，其工作溫度上限提高了10℃。全景相機轉臺在整個飛行過程中要經歷約±100℃的溫度變化，且保證一定的指向精度。
據介紹，西安光機所空間光學技術研究室承擔了研製嫦娥五號遠攝相機和表取採樣裝置圖像處理單元任務，是採樣與封裝分系統的重要組成部分。遠攝相機安裝在著陸器月球表面採樣機械臂上，對月球表面採樣機械臂子系統著陸器外執行部分的工作區域、月樣傾斜過程、初級封裝容器填充等進行監視；通過視覺測量為表面採樣機械臂子系統控制採樣器向初級封裝容器內準確傾斜月樣、採樣器準確夾持初級封裝容器、採樣器將初級封裝容器準確放入密封封裝裝置提供精確的位置和姿態信息。
（ 記者 霍強）
航天四院
中國航天科技集團第四研究院（以下簡稱航天四院）為長徵五號遙五運載火箭系統提供了正推火箭、消氫點火裝置、碳碳密封環等產品，為嫦娥五號探測器提供了表採機械臂關節電機組件、電磁推力器組件和特種壓力傳感器，確保了發射任務圓滿成功。這些神秘的「法寶」個頭小、不起眼，但在護航中功不可沒。
長徵五號遙五運載火箭採用氫氧發動機，在點火前向發射平臺周圍環境排放大量低溫氫氣。當氫氣與空氣混合濃度達到一定範圍時，遇到靜電或明火就會產生爆炸或爆轟，導致一系列嚴重後果。為消除火箭發射前的大量低溫氫氣，徹底排除發射前的安全隱患，航天四院下屬42所專門研製了消氫點火裝置。該裝置安裝在發射平臺上，能在火箭氫氧發動機工作前的2至3秒內，利用噴射的高溫、高速燃氣金屬粒子流，將火箭發射前排出的大量氫氣在其未達到可爆炸最低濃度前先行消除，確保運載火箭發射的安全性。
航天四院下屬43所研製的高強耐磨低滲透碳碳密封環，用於長徵五號遙五運載火箭的8臺120噸液氧煤油發動機氧泵二級端面密封，達到了高強度、高硬度、耐衝擊等特殊指標要求，為火箭發動機提供了安全保障。
（ 記者 沈謙）
航天五院西安分院
中國航天科技集團第五研究院西安分院（以下簡稱西安分院）為「嫦五」研製了微波測距測速敏感器、測控天線、數傳子系統以及交會對接微波雷達。
在距離地球38萬公裡之外，要讓「嫦五」與地面建立順暢的聯繫，就要依靠西安分院研製的測控天線。設計人員要求天線在旋轉180度範圍內沒有遮擋，同時針對落月過程中的羽流影響等因素，進行了天線機、電、熱一體化設計，確保了測控天線能夠在落月、月塵以及月球表面極端苛刻的環境下正常工作。
在「嫦五」抵達月球軌道後，能否安全著陸是關鍵一步。西安分院為「嫦五」研製的微波測距測速敏感器相當於在著陸器上安裝了一部「泊車雷達」。這部「雷達」在著陸器距離月球表面15公裡時開始工作，主要任務是測量著陸器與月球表面的距離以及著陸器下降速度，並快速向上升器的制導、導航與控制分系統（GNC分系統）提供速度和距離信息，以便著陸器判斷降落的落點和速度。
探月之旅，拍照必不可少。「嫦五」所攜相機拍攝的照片要及時傳回地面，離不開西安分院為「嫦五」研製的數傳子系統。在著陸器準備在月球表面著陸的時候，數傳子系統就開始工作，會將安裝在著陸器上的相機拍攝的著陸畫面以及數據信息實時傳回地面，以便地面對落月信息進行及時判斷。
（ 記者 沈謙）
西安交大
直接影響「嫦五」自主採樣任務成敗的表取採樣視覺信息處理系統，由西安交大人工智慧學院鄭南寧院士指導下的視覺信息處理與應用國家工程實驗室空間視覺團隊完成。此次承擔月表採樣任務的組合體為著陸器和上升器的組合體，由著陸器搭載著上升器降落在月球正面的呂姆克山脈附近，並由著陸器上安裝的「巖心鑽探機」和「機械臂」等多樣化採樣工具完成月巖和月壤的自動採樣，而後送至上升器的器具中封裝保存。西安交大團隊負責這一重要環節——通過表取採樣視覺信息處理系統引導機械臂進行自主採樣並確保效率和精確度，還要將採樣過程中的圖像壓縮傳送回來，供地面工作人員進行精準研究和分析。
（ 記者 呂揚）
時代導航
時代導航公司生產的2臺微波開關參與到嫦娥五號探測器的配套環節，用於測距測速敏感器，可以控制飛行器與月球表面的距離，實現嫦娥五號月球著陸器在月球表面軟著陸，是本次月球著陸器中的重要設備。據介紹，微波開關是太空飛行器有效載荷中的核心產品，主要功能是通過脈衝指令信號的驅動，帶動射頻通道的切換，從而實現射頻信號及指令信息的切換傳輸。
（ 記者 霍強）
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