探月成功的“黑科技”

穩住繞月飛行速度

在漫長的奔月旅行中，嫦娥四號要經過多次加速變換飛行軌道后，才能最終抵達月球，由航天科工研制生產的高精度加速度計組合一路保駕護航，平穩地完成了嫦娥四號的速度變化控制，保障落月任務的圓滿完成。據航天科工三院新聞發言人黃程友介紹，這一組合的核心部件——石英撓性加速度計稱得上是“功勛神器”，其產品性能在國內首屈一指，曾先后助力神舟系列飛船的11次飛行任務和嫦娥三號飛行任務圓滿成功。

“在此次嫦娥四號飛行任務中，該組合主要承擔三大使命，即在地球和月球轉移變軌控制、環月軌道保持控制和動力下降三大階段測量嫦娥四號飛行的加速度，從而控制嫦娥四號的速度變化，以實現精確的變軌控制和平穩、準確的著陸控制。”黃程友說。

據介紹，此次為嫦娥四號研制的高精度加速度計組合，采用新型設計方案，為核心部件石英撓性加速度計打造全新的配套電路，大大提高了其可靠性，研制團隊還做了大量開創性設計，使產品成本更低、體積更小、重量更輕、功耗更小。

助力落月優美姿態

在歷經奔月旅程和繞月飛行后，嫦娥四號在月球背面成功著陸，開啟全球首秀。由航天科工三院研制的γ關機敏感器肩負的任務就是讓嫦娥四號在最后的旅途中準時“剎車”，精準落月。

要讓探測器踏上月球，必須實現月背“軟著陸”。隨著落月過程的開始，置于嫦娥四號底部的γ關機敏感器便實時測量嫦娥四號與月球表面的距離。當γ關機敏感器探測到距月球表面數米高度時，便發出關機指令，關閉軌道控制和姿態控制發動機。這個關機指令的發出，是實現“嫦娥落月”的關鍵動作，這一瞬間，決定著“落月”任務的成敗。當軌道控制和姿態控制發動機關閉，就會停止給嫦娥四號提供推力，嫦娥四號就會在月球引力作用下以自由落體的方式下落，最終翩然降落在月球表面。

據項目團隊相關負責人介紹，此次嫦娥四號任務中，γ關機敏感器在近月環境下精確測距，精準關閉了軌道控制和姿態控制發動機，有效保障了嫦娥四號的首次月背軟著陸成功。

精準分離月球車

落月之后，嫦娥四號著陸器就要和玉兔二號月球車分離，這樣，月球車才能按自主軌道順利滑向月球表面，進行月球表面巡視工作。分離時，車體連接解鎖機構就要開始發揮作用，而航天科工研制的連接解鎖機構能否在既定時間按時解鎖，是此次任務成敗的關鍵環節之一，決定著玉兔二號能不能順利踏上月球表面。

此前，航天科工研制的連接解鎖機構已在嫦娥三號、載人航天工程等任務中成功應用。在載人航天工程中，它就像飛船的臂膀，毫秒不差、收放自如地將各個艙段按需拆合，保障飛船安全進入軌道運行、返回地球、到達預定著陸點和安全著陸等各關鍵階段。而在此次嫦娥四號任務中，連接解鎖機構再次穩定發揮，讓玉兔二號與嫦娥四號著陸器精準分離，踏上月球開展科研任務。

賦予月球車敏捷身手

與著陸器分離后，如何讓玉兔二號靈活地“走起來”，順利完成避障、越障、爬坡等動作，也是本次任務的一個關鍵環節。為此，航天科工為其定制了兩種電動機，一種是用于車輪驅動和轉向驅動的電動機，可以讓月球車行動自如;另一種是用于機械臂分系統關節驅動的電動機，可以讓機械臂靈活有力。

據航天科工十院此項目技術專家陳強介紹，這些驅動電動機于2008年研制成功，歷時5年的迭代成長，曾于2013年伴隨嫦娥三號實現了太空首秀，其功能主要是驅動玉兔一號在月球表面移動和轉向。為了克服月球表面相差幾百度的溫差，設計師采用巧妙的機械機構，將電機各零部件組合在一起，使電動機能夠在溫度變化極大的情況下可靠運行，同時也有效防止月球表面的塵埃污染電機內部。

目前，玉兔二號已經開展了月午休眠及喚醒、兩器互拍等任務，隨著嫦娥四號任務轉入科學探測階段，玉兔二號將繼續開展月面巡視探測研究，而這些電動機將讓其保持敏捷的身手。

除了這幾項關鍵技術，在火箭發射階段，航天科工自主研制的自動測控設備還完成了運載火箭測量、遠距離測試一發射控制等任務，同時還為嫦娥四號提供了聲表面波器件產品、晶體元器件產品、蓄電池組、連接器、繼電器、金屬軟管、緊固件等核心技術和產品。高紅衛介紹，在嫦娥四號任務期間，航天科工還為所提供的零部件都建立了全壽命、可追溯、可跟蹤的電子檔案，確保各參試產品安全可靠，為“嫦娥”飛得又穩又美，“玉兔”靈活敏捷提供保障。

（資料來源于《光明日報》）