嫦娥五號月球「挖土」西安科技助一「臂」之力

2020-12-05 陝西法制網

本報訊 （記者 關穎） 12月2日22時，經過約19小時月面工作，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。此次，位於西安的航天科技四院為嫦娥五號採樣任務助一「臂」之力。

嫦娥五號「挖土」的一舉一動牽動人心。此次，自動採樣是嫦娥五號任務的核心關鍵環節之一，依託全新研製的地外天體樣品採集機構，通過機械臂表取和鑽具鑽取兩種方式，分別採集月球樣品。

嫦娥五號探測器採樣「挖土套裝」之一——用於表取採樣的表採式機械臂機構，俗稱「挖土鏟」，它可以360度無死角可視化操作，臂的末端一頭是一個小鏟子，一頭是淺表鑽，可以輕鬆完成鏟挖、淺鑽、拾取這些動作，在我國地外天體上是首次使用。那麼，表採式機械臂是如何發力的呢？這就要依賴於航天科技四院401所微特電機事業部研製的表採關節臂電機組件。如同人體手臂乃至手掌的力量來自肱二頭肌、肱撓肌、掌肌等一樣，機械臂各個關節的力量就來自於安裝在關節處的4臺表採關節臂電機組件。

該型號電機組件首次攻克了靜磁力矩作為制動力矩使用、永磁材料高低溫性能變化應用等技術，為我國首次月面採樣返回提供了必不可少的動力。

月球表面的真空環境、巨大的晝夜溫差、沒有大氣保護的宇宙輻射，這些考驗都對提供動力源的關鍵組件提出了嚴苛的要求。電機組件要勁大、極度耐寒和耐熱、輕巧……航天科技四院的研製團隊自主提出了雙繞組電機組件方案，兩套繞組在同一殼體內完全電氣隔離，獨立工作，為任務完成上了「雙保險」。

此外，首次在宇航任務中提出靜磁力矩代替制動力矩方案，省去制動器環節，電機變得更小更輕。為了控制電機組件整體重量，將鋼材做結構件替換成密度更小的鋁合金，同時克服了鋁合金線膨脹係數大導致的內應力問題。為了讓電機組件適應月球表面的極端溫度，對巨大溫差變化下永磁電機組件的性能變化，不斷進行資料收集、分析、仿真、論證、調整，直至最終滿足覆蓋整個任務周期。研製團隊將宇航用旋轉變壓器的出線由焊接延長引線改為直接出線，消除了焊接帶來的斷裂隱患，避免了任何一個小概率事件發生的可能性。

來源： 西安晚報

作者/來源：光明網

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