高精度航天電子系統:確保嫦五「經絡通暢」

11月24日凌晨，海南文昌，身強體壯的「胖五」再一次拔地而起，帶著「五姑娘」嫦娥五號探測器飛向遠在38萬公裡外的月球，執行我國首次無人月球採樣返回任務。探月工程三期也將緩緩落下帷幕。本次任務中，中國航天科技集團有限公司九院全方位參與嫦娥五號探測器和長徵五號運載火箭研製，為工程提供了大量高質量高可靠的電子設備和元器件產品。「嫦五」飛天史冊中，「航天電子」將再立新功。

青島測控站靜候嫦娥從月球發來信號。

「嫦五」飛天航天電子立新功

作為我國目前研製的最為複雜的探測器，「嫦五」的月球採樣、起飛上升、交會對接等任務環節是此次任務最主要的挑戰。在整個任務持續的20多天裡，為了協助探測器高質量完成月面採樣、月表起飛、月球軌道交會對接和樣品轉移這一系列高難度動作，九院各單位迎難而上。

嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個部分組成。九院771所為上升器、返回器綜合管理單元配套了CPU模塊。據了解，「嫦五」上升器、返回器數管分系統的綜合管理單元可實現星地通信、飛行過程中各設備的健康監測和任務執行管理、月面再發射、樣品返回等重要功能，其核心部件CPU模塊相當於「大腦」，是上升器、返回器的控制源頭，負責控制各相關模塊，使其正常運轉，主要承擔著測控應答機接收並執行地面發送的所有遙控直接指令；完成遙測數據的採集和遙控間接指令的分配，以及加熱迴路控制驅動；提供星上基準時間，採集各類遙測數據組幀下行等功能。

九院825廠為嫦娥五號探測器共配套了8個系列，20個規格，83隻/套產品。該廠專為型號量身定製的兩款分離脫落電連接器，創新了多項首次技術。其中YF17-36芯產品體積小、重量輕，插座重量不超過50克。產品中的運動核心機構首次採用真空鍍膜工藝技術，該技術讓運動機構穿上了一個光滑「外衣」，該「外衣」既扛寒又耐熱，而且抗腐蝕性特強，不易老化，有它加身，有效降低了金屬面間的摩擦係數，防止冷焊效應的發生，為產品提供了可靠保證。

作為新制的一款高、低頻混裝的高真空產品，該廠生產的YF8-94芯產品在「嫦五」首次成功應用。在體積和重量基本保持不變的情況，該廠將產品接觸件增加了30%，確保信號功率增大，而且在保留低頻信號傳輸功能的基礎上，首次增加了高頻信號傳輸功能，使產品傳輸信號種類更多。

九院13所雷射導航公司和時代光電公司為「嫦五」飛天提供了慣性組合器件。雷射導航公司的CEPK系列雷射慣組在探測器月面著陸、月面起飛、交會對接、攜帶樣本高速載入返回地球等各項操作提供實時、連續的姿態速度位置信息。時代光電公司的兩臺光纖慣組分別安裝於探測器的著陸上升組合體和返回器中。其中，著陸上升組合體光纖慣組主要用於測量載體相對於慣性空間的角速度和加速度，全程參與中國航天史上首次月面起飛及月球臨近空間的交會對接任務；返回器光纖慣組用於測量載體相對於慣性空間的角速度和加速度，全程參與返回器高速再入地球大氣時的慣導解算，助力返回器的精準落地和回收，為發射任務的圓滿成功提供了堅實保障。

九院539廠共為嫦娥五號探測器配套了27臺套產品和9個FPGA配置項，具體來說，該廠為上升器配套了上升器X頻段測控子系統，為探測器返回器配套了S頻段應答機，為探測器軌道器配套了軌道器X頻段應答機。這些產品有力地幫助「嫦五」實現了各種工作模式下的衛星與探測器之間的測控通信，助力實現首次在月球表面自動採樣、首次月面起飛、首次在月球軌道上實現無人對接等功能。其中，返回器S頻段應答機作為「嫦五」採樣返迴路上的唯一測控通信工具，為「嫦五」採集月面土壤後再入返回地球保駕護航，指引探測器回家。

該廠還為上升器、著陸器和軌道器配套了推進線路盒及相關FPGA軟體。推進系統就像人的骨骼和肌肉，軌道器、著陸器、上升器推進線路盒就像人的神經網絡，其中，上升器推進線路盒準確地控制了推進分系統各種閥門開關操作，控制3000牛發動機實現上升器月面上升，並與軌道器在月球軌道實現交匯對接，這在我國尚屬首次。

由九院693廠研製生產的低磁性矩形電連接、快速斷接器等明星產品廣泛應用於嫦娥五號探測器中。低磁性矩形電連接器用於信號傳輸系統，能迅速精準地使儀器之間得以電路導通，類似於鋪設一條高速公路；快速斷接器用於軌道器和著陸器之間，插頭與插座之間實現連接與二次鎖緊，使兩器快速對接和分離，確保各設備之間無障礙連接。

此外，由該廠研製生產的其他系列電連接器使各設備之間相互連接，發揮著信號來往的樞紐作用，保證了電氣信號、數位訊號、控制信號等信號傳輸穩定、可靠。

九院773所為嫦娥五號探測器配套了高可靠射頻同軸電纜組件，該產品主要用於軌道器測控數傳分系統，對於整個通信系統起到了連接紐帶作用，是微波通信系統不可缺少的精密器件。該所研製團隊在前期開展了多項專項技術攻關和驗證工作，最終按期保質保量地完成了配套任務，實現了產品的國產化自主可控。

九院7107廠生產的2套微波開關參與了此次任務。微波開關是太空飛行器有效載荷中的核心產品，主要功能是實現單機備份，極大地提高了整星載荷系統的壽命及可靠性。據悉，該型產品可廣泛應用於各類太空飛行器的有效載荷中。今年，該廠研製的微波開關無一例出現質量問題，均獲成功。

文、圖 廣州日報全媒體記者肖歡歡通訊員孫喆

廣州日報全媒體編輯蔡凌躍