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，是中國復雜程度最高、技術(shù)跨度最大的航天系統(tǒng)工程，首次實現(xiàn)了我國地外天體采樣返回。

出發(fā)前要“減肥”

因為嫦娥五號會經(jīng)歷長達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，作為中國迄今為止最復雜的航空器，嫦娥五號在設計之初，對重量的要求就近乎苛刻，減重以克計算！而每減少1克體重所付出的成本，遠比1克黃金還昂貴！

在巨大的挑戰(zhàn)下，設計團隊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)件設計，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“精打細算”，嫦娥五號變得身輕如燕，作好了遨游宇宙的準備。

馬力強勁的發(fā)動機

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

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

事實證明，嫦娥五號的發(fā)動機不僅在探月的各個階段表現(xiàn)穩(wěn)定，在任務完成之后，上升器里還剩有許多燃料，可見中國探測器發(fā)動機技術(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，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機會?？蒲袌F隊經(jīng)過數(shù)百次模擬實驗，不斷優(yōu)化分離技術(shù)，在確保萬無一失的前提下才進行交付。

不怕高溫的防護服

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)動機在點火瞬間，溫度會高達上千攝氏度，對嫦娥五號現(xiàn)有的設備是極大考驗！

為避免燒毀上升器和著陸器，科研團隊為嫦娥五號打造了一件不懼酷熱嚴寒的“金鐘罩”！這件亮閃閃的“外套”上，覆蓋著有機熱控涂層、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對極端溫度的空間環(huán)境。

“挖土”實力強

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，科研人員設計了一條機械臂，模仿人類手臂進行鉆孔和取土。這條集高顏值、高科技于一體的機械臂，力量來自于各個關(guān)節(jié)處的電機，它們能讓機械臂做出各種靈活的動作。

機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。

嫦娥五號不負眾望，鉆探、抓取、封裝、轉(zhuǎn)移……所有動作一氣呵成，堪稱完美，中國也因此成為世界上第三個實現(xiàn)月球采樣并成功返回的國家。這標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實的基礎(chǔ)。