科普之窗

电子科技,带你探索月球背面的秘密

冯杰

2024-05-06 02:32

本报记者 崔兴毅 本报通讯员 王雪姣
光明日报( 2024年05月06日 08版)

5月3日,嫦娥六号月球探测器英勇出征,开启世界首次月球背面采样返回之旅,将人类探月推向前所未有的高度。

中国电科科技参与探月工程,发挥科技创新主体作用,牵头研制的深空天线组阵系统依次接力提供测控通信支持,精准执行轨道转换、月面着陆及月球轨道对接等任务。数以千计的核心元器件,为任务执行量身定制解决方案。

这是一幅壮丽的科技画卷。作画过程中,鹊桥二号中继星是浓墨重彩的一笔。

由于月球始终有一面背对地球,着陆在月球背面的探测器受到月球自身的遮挡,无法直接实现与地球的测控通信和数据传输,地面指挥和实时通信面临巨大困难。前期发射的鹊桥二号中继星,为解决这一难题提供了“信息桥梁”。“鹊桥二号堪称月球背后的通信大使,只要月球附近信号传来,‘鹊桥’就能实时对地球通信,而翻译这些信号就要靠我们研制的深空天线组阵系统。”中国电科技术专家介绍。

地球不停自转会挡住天线探测的光线,单个深空天线系统不能时时刻刻对得准月球。为时刻能“看得见”探测器,中国电科牵头建设佳木斯、喀什和阿根廷等深空站,构建深空天线组阵系统,利用多站接力方式为鹊桥二号和嫦娥六号提供测控通信支持,基本上可以实现地球无论转到什么位置,最少有一个站可以看到它,全程掌控任务设备状态。

首次月背采样,更是“画卷”的“点睛之处”。为了让嫦娥六号落地准、抓好土,中国电科研发了十余款电机产品,将在月壤采样环节发挥关键作用。研制的冲击电机、加载电机和整形电机三款产品,在电机体重变轻的同时,大幅增加力矩,助力推动钻头前进,为“挖土”提供源源动力。

月球背面的环境条件十分恶劣,温差大、辐射强等因素都给任务执行带来极大的困难。中国电科用一些精巧设计,将“冒险”化为“安全”。

作为支撑探测器工作的主要能源,太阳电池阵的稳定性能至关重要。“嫦娥六号月背采样完成后,起飞时的高温、振动和羽流环境,都会给太阳电池阵带来不利影响,产品研制困难重重。”太阳电池阵产品设计师表示,为使产品在高温下仍性能稳定,中国电科对配备的太阳电池阵进行了技术攻关,使产品在较为苛刻的环境下依然能为“嫦娥探月”提供源源动力。

数十种百余只传感器,是每次发射的“经典之作”。压力、温度、振动等传感器,可为探测车变轨等姿态调整和控制提供直接依据,保障任务顺利进行。

低损耗、高隔离、高一致性等优异性能,让配备的隔离器环行器“自带光环”,能有效保证系统工作的稳定性,实现通信信号的发射和接收。

配备的低温接收机堪称“信号放大机”,能够对淹没在噪声以下的航天器下行极微弱信号进行接收放大并传递到数字终端,保证稳定通信和高效的数据回传。

为运载火箭配备的助推伺服控制器和时间指令变换器,具有较高的智能化和可靠性,突破了小信号模数转换等关键技术,通过产品结构设计创新,大大降低了体积、功耗、重量,显著提高了可靠性,高效完成运载火箭姿态控制功能。


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2024-05-06 10:32
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