西安科技为“五妹”“绕、落、回”全过程护航

  中新网西安11月24日电 题:西安科技为“五妹”“绕、落、回”全历程护航

  中新网记者 田进

  24日,中国探月工程嫦娥家族的“五妹”——嫦娥五号探测器正式出征。中国航天科技集团五院西安分院(简称“西安分院”)为嫦娥五号探测器研制了微波测距测速敏感器、测控天线、数传子系统以及交会对接微波雷达,为探测器实现“绕、落、回”全程护航。

西安科技为“五妹”“绕、落、回”全过程护航 西安分院嫦娥五号探测器研制团队。 西安分院 供图

  在距离地球遥远的38万公里之外,若何让嫦娥五号探测器“五妹”与地面确立顺畅的联系,这就依赖西安分院研制的测控天线。在“五妹”的地月转移、变轨环月的绕月阶段,动力下降、上升器的月面事情阶段以及交会对接阶段险些所有的事情模式中都需要使用测控天线与地球举行测控通讯。测控天线相当于是“五妹”随身携带的“手机”,与月球之间的测控通讯主要依赖这部“手机”完成。

  西安分院为“五妹”装备的“手机”不仅要思量听觉的局限,而且还要确保其不受周围其他装备的滋扰。因此,设计职员对于测控天线在上升器上的结构做了充实的思量,保证其有用事情的同时,要求天线在旋转180度局限内没有遮挡。同时,设计职员还针对落月历程中的羽流影响等因素,举行了天线机、电、热一体化设计,确保了测控天线能够在落月、月尘以及月球外面极端苛刻的环境下可靠地事情。

  在嫦娥五号探测器抵达月球轨道后,着陆器将携带着上升器着陆于月球外面。能否平安着陆于月球外面是嫦娥五号探测器义务的要害一步。西安分院为嫦娥五号研制的微波测距测速敏感器相当于在着陆器上安装了一部“泊车雷达”。

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西安科技为“五妹”“绕、落、回”全过程护航 西安分院嫦娥五号探测器研制职员正在举行测试验证。 西安分院供图

  “这部雷达在着陆器距离月球外面15公里的时刻正式最先事情,主要义务是丈量着陆器与月球外面的距离以及着陆器下降的速率,并快速向上升器的制导、导航与控制分系统(GNC分系统)提供速率和距离的信息,以便于着陆器来判断下降的落点和速率。”西安分院微波测距测速敏感器主任设计师张爱军说。微波测距测速敏感器将极大利便“五妹”控制身姿顺遂“泊车”。

  探月之旅,摄影必不可少。“五妹”所携带的相机拍摄的照片若何实时地传回地面,这就需要西安分院为嫦娥五号探测器研制的数传子系统。在着陆器准备着陆月球外面的时刻,数传子系统就最先开机事情。它会将安装在着陆器上的相机拍摄的着陆画面以及数据信息实时传回地面,以便于地面临落月的信息举行实时判断。在着陆器乐成着陆月球外面后,安装在着陆器上的数传子系统会将月面事情段的采样图像、采样钻取的科学数据以及上升器腾飞等历程的图像数据传输到地面,为义务的顺遂推进提供决议参考。

  “为了提升数据传输效率,西安分院设计了自适应三档调治的方式,相当于为数据传输安装了三档‘闸门’,在传输高峰期的时刻使用数据量较小的传输方式,数传子系统从500k到5M的数据率都可以举行传输。根据最大传输速率来算,那么单纯传输一张5M的照片则只需要一秒钟。”数传子系统设计师张竞说。

  此次为“五妹”配备的数传子系统从功能上与嫦娥四号相当,然则通过集成和小型化设计从重量和体积上对“五妹”举行了极大的“瘦身”。嫦娥四号数传子系统的重量为8公斤,而嫦娥五号数传子系统只有3.5公斤。

  上升器采集的月面样本,若何乐成交付给返回器并顺遂带回地球,就必须通过交会对接这一庞大的“神操作”才气完成。西安分院研制的交会对接微波雷达就是为距离地球38万公里外的“穿针引线”式的交会对接而设计的。交会对接微波雷达相当于为太空的“穿针引线”瞄“针眼”。

  当上升器携带着月壤样品返回环月轨道后,轨道器对上升器实行追踪。在追踪至100公里局限内的时刻,交会对接微波雷达最先事情。由西安分院研制的交会对接微波雷达可以丈量两个飞行器之间的相对距离、方位、俯仰角度及其转变。这些数据信息都市源源不断地向轨道器的制导、导航与控制分系统(GNC分系统)这个中央处理器发送,为两器的交会对接提供实时的信息。除了通过测距、测速和测角为太空“穿针引线”瞄“针眼”之外,交会对接微波雷达还可以实现两器之间的通讯。从两器相距100公里之间确立通讯链路一直到两器相距0.2米的局限内,可以实现轨道器和上升器之间的双向通讯,包罗指令等一些信息都要通过器间的双向通讯来实现。(完)

【编辑:张楷欣】

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