《西安日报》落月工程中的西安元素

  http://epaper.xiancn.com/xarb/html/2013-12/15/content_262810.htm 

    为嫦娥练就“轻功” 

    在月球表面能否实现软着陆,是“嫦娥三号”任务关键中的关键,落月过程发动机推力变化很大,传统发动机无法达到所需的深度节流能力。 

    作为航天液体动力国家队,位于西安航天基地的航空科技集团航天六院以5年时间,研制出了填补国内航天动力空白的7500牛变推力发动机,突破了月面着陆的关键环节,有力支撑了探月工程按计划进行。 

    7500牛发动机不仅要经历发射、地月转移、环月、动力下降等多个工作阶段,更要面对复杂的力学环境、热环境、空间环境等条件考验。发动机研制中,既要高度重视发动机的环境适应性,必须充分考虑空间环境条件和着陆探测器的特殊任务需求,又要优化技术方案,对发动机可能的工作环境进行充分的验证。 

    发动机推力室喷管采用特殊合金材料,外涂高温抗氧化剂涂层,壁身最薄处仅毫米级,且全身无缝连接,堪称科技与工艺的完美结合。科研人员设置了不同的液膜冷却流量,既保证了发动机的高性能,还保证了发动机长程、可靠的工作。(记者张杨) 

    给嫦娥一双“慧眼” 

    中国科学院西安光机所为探月工程配置了立体相机、全景相机、月基光学望远镜等闪亮明眸。 

    全景相机 

    落月后,巡视器缓缓走出着陆器一段距离,将通过光机所研制的全景相机拍摄着陆器上鲜艳的五星红旗,作为嫦娥三号任务圆满成功的见证,这是全景相机主要的工程任务,另外它还能在巡视器巡视月面时对周围环境进行勘察。 

    月基光学望远镜 

    月基光学望远镜是由中科院国家天文台和中科院西安光机所共同研制的。通过它,人类站在地球上实现在月球上仰望星空。在月球上观测深空具有两大优势,一是月球自转比地球缓慢,二是月球表面没有大气干扰,它在近紫外波段工作,地球上无法实现此波段的深空观测。 

    星敏感器光学系统 

    嫦娥三号着陆器上装有三台星敏感器,星敏感器以恒星为参照系,通过探测不同位置的恒星并实行解算,为卫星及着陆器提供准确的空间方位和基准,实时反馈“我现在在哪儿?”。而西安光机所研制的光学系统被称为星敏感器的眼珠,具有大视场、大口径、高精度、高可靠性等特点。(记者 张杨) 

    帮嫦娥探路开道 

    在落月的过程中,最关键的莫过于确定嫦娥三号落月过程中速度和距离的信息。而航天五院西安分院为嫦娥三号研制的测距测速敏感器,通过把握速度和距离的信息,可以使“三姑娘”轻盈落月。由于其研制难度和重要作用,测距测速敏感器也被定义为嫦娥三号研制任务中的关键项目。 

    整个嫦娥三号探测器包括着陆器和巡视器两个重要部分,而测距测速敏感器是隶属于着陆器的GNC分系统,是这一系统的关键、核心部分。 

    2006年开始,西安分院就开始承担了测距测速敏感器原理样机的预先研制任务,到20093月,正式转入工程样机研制。到20099月,转入初样研制阶段之后,测距测速敏感器的设计方案基本确定。(记者张杨) 

    架月地之间桥梁 

    为了通信畅通无阻,嫦娥三号搭载了全新的测控天线、数据传输与处理系统(隶属于测控数传分系统)有效载荷部件,以保证地月飞虹远程通信畅通无阻,让地面飞行控制中心随时掌握和控制嫦娥三号的工作进展情况。 

    在轻量化的基础上,嫦娥三号的数传子系统UHF频段发射出的信号极强,能够穿透月球表面的浮尘,直达地面。 

    数据经过信道,要通过天线向外发射信号,才能完成整个信号传输工作。嫦娥三号所有的测控天线都是航天五院西安分院出品的。嫦娥三号的测控天线共有八副,在探测器发射入轨、地月转移、环月、下降、月面工作等过程中这些天线都要工作。 

    由于深空环境条件恶劣,高温到140°左右,低温接近零下一百五六十度,高低温差将近330°。设计团队将原来的馈电处由焊接改为螺钉连接,同时,将原来的螺旋铜线改为螺旋铜带,使得测控天线在极其恶劣的深空环境下也能正常工作。(记者张杨) 

    嫦娥玉兔的月宫新家 

    虹湾,是月球上一个地理名称,中国探月的首站,也是“嫦娥”“玉兔”的“新家”。虹湾地处月球的北半球、西半球,月球正面的雨海的西北角,跟墨西哥湾差不多大,总体上是一块平原。 

    在跟其他四五个候选区进行“PK”后,虹湾被最终确定为嫦娥三号着陆区。因为虹湾区地形平坦、日照充足、通信畅通、轨控有效,并且是月球研究的空白区,此前还没有其他国家勘察过。 

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