月亮上的“黑科技”

季海

嫦娥五號探測器（以下簡稱“嫦娥五號”）登上月球，帶回新巖石樣本，是2020年全球航天界的重大事件。嫦娥五號探月任務(wù)，是中國復(fù)雜程度最高、技術(shù)跨度最大的航天系統(tǒng)工程，首次實(shí)現(xiàn)了我國地外天體采樣返回。

出發(fā)前要“減肥”

因?yàn)殒隙鹞逄枙?huì)經(jīng)歷長達(dá)23天、橫跨地月的長途“旅行”，所以它不僅需要充足的燃料，還需要擁有“輕盈”的身材。其實(shí)，作為中國迄今為止最復(fù)雜的航空器，嫦娥五號在設(shè)計(jì)之初，對重量的要求就近乎苛刻，減重以克計(jì)算！而每減少1克體重所付出的成本，遠(yuǎn)比1克黃金還昂貴！

在巨大的挑戰(zhàn)下，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)把軌道器中的工程圖像與測量分系統(tǒng)的重量，從原來的6.5公斤減到2.9公斤;將測控通信和數(shù)據(jù)傳輸功能整合在一起，減去10多公斤;重新優(yōu)化了蓄電池組的結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)，在不影響總電量的情況下，給蓄電池減重約三分之一！此外，嫦娥五號表面取樣和包裝系統(tǒng)多采用鈦合金和鋁合金材料，不僅能保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，而且能最大限度地減輕重量。

經(jīng)過科研人員這般“精打細(xì)算”，嫦娥五號變得身輕如燕，作好了遨游宇宙的準(zhǔn)備。

馬力強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)

為了確保嫦娥五號能在月球平穩(wěn)著陸，并從月球返回，中國航天科技集團(tuán)公司第六研究院為其量身定制了3臺新型發(fā)動(dòng)機(jī)，堪稱探月返鄉(xiāng)“神器”！

軌道器上的一臺3000N的發(fā)動(dòng)機(jī)，負(fù)責(zé)為地月軌道轉(zhuǎn)移、中途修正、近月制動(dòng)、離月加速提供推力;上升器上的一臺3000N的發(fā)動(dòng)機(jī)，專為月面起飛提供推力;還有一臺7500N的變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，負(fù)責(zé)探測器著陸組合體月面軟著陸任務(wù)。

事實(shí)證明，嫦娥五號的發(fā)動(dòng)機(jī)不僅在探月的各個(gè)階段表現(xiàn)穩(wěn)定，在任務(wù)完成之后，上升器里還剩有許多燃料，可見中國探測器發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已日益成熟。

厲害的分離技術(shù)

嫦娥五號的分離面有5個(gè)，分別是軌道器和著陸器組合體、著陸器和上升器組合體、軌道器和返回器組合體、軌道器和支撐艙、軌道器和對接支架。

這些分離必須一次性成功，沒有一絲一毫的試錯(cuò)機(jī)會(huì)。科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過數(shù)百次模擬實(shí)驗(yàn)，不斷優(yōu)化分離技術(shù)，在確保萬無一失的前提下才進(jìn)行交付。

不怕高溫的防護(hù)服

別看月球和地球距離很近，溫度卻有天壤之別。月球表面溫度白天高達(dá)127oC、夜間可低至-183oC，晝夜溫差很大。如果從月球返回，嫦娥五號的上升器發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火瞬間，溫度會(huì)高達(dá)上千攝氏度，對嫦娥五號現(xiàn)有的設(shè)備是極大考驗(yàn)！

為避免燒毀上升器和著陸器，科研團(tuán)隊(duì)為嫦娥五號打造了一件不懼酷熱嚴(yán)寒的“金鐘罩”！這件亮閃閃的“外套”上，覆蓋著有機(jī)熱控涂層、高溫抗氧化涂層等材料，結(jié)合高溫隔熱屏、柔性薄膜熱控涂層及組件，足以幫助嫦娥五號應(yīng)對極端溫度的空間環(huán)境。

“挖土”實(shí)力強(qiáng)

月球引力只有地球引力的六分之一，采樣難度極大。

為了讓嫦娥五號成功獲取月壤樣品，科研人員設(shè)計(jì)了一條機(jī)械臂，模仿人類手臂進(jìn)行鉆孔和取土。這條集高顏值、高科技于一體的機(jī)械臂，力量來自于各個(gè)關(guān)節(jié)處的電機(jī)，它們能讓機(jī)械臂做出各種靈活的動(dòng)作。

機(jī)械臂獲得月壤樣品后，將其密封在容器里，通過傳送裝置轉(zhuǎn)移到上升器，再通過軌道器轉(zhuǎn)移到返回器中。

嫦娥五號不負(fù)眾望，鉆探、抓取、封裝、轉(zhuǎn)移……所有動(dòng)作一氣呵成，堪稱完美，中國也因此成為世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月球采樣并成功返回的國家。這標(biāo)志著中國具備了地月往返能力，為未來月球與行星探測奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。