6月8日,美国宇宙局发布了中国嫦娥四号着陆点的第二张图像,拍摄了嫦娥四号月球兔二号巡视器。
宇宙探索永远持续下去。 2019年1月11日,探月工程嫦娥四号任务顺利完成,首次在月亮背面实现人类软着陆和巡视调查。 本次任务由中国航天科技集团五院总部负责嫦娥四号探测器总开发和着陆器总开发、热控制、结构与机构、着陆缓冲、巡视器总开发、热控制、远程操作系统等研究。 在研发过程中,全体团队成员克服了什么样的技术课题? 如何合作“零异常”完成任务? 你有什么难忘的经历? 接下来一一弄清楚吧
敦煌无人区的实验
月球软着陆有多难?
嫦娥四号探测器项目执行负责人张熙告诉记者,与月球正面相比,他更想在月球背面软着陆。 月球正面也林立着山,地形比较平坦,探测器可以着陆。 至今为止人类发射的很多探测器和宇航员都选择了在月球上着陆的地方。 月亮的背面充满了沟、峡谷、火山口、悬崖,很难找到软着陆的理想场所。
如何成功实现目标嫦娥四号月背登陆首个难关前,本部空间科学与探测本部探测器设计团队由张熙监督带领,查阅了大量国内外文献和资料,特别是对嫦娥二号拍摄的月资料和美国公开的影像资料进行了学习研究, 同时咨询了众多航天专家和相关科学家,对月球背面的土壤特性、环境特性和不确定性、元素分布等进行了综合分析,并进行了多次筛选和反复。
最终,在月亮背后起伏复杂的地形中,着陆器总主任设计师李飞选择了嫦娥三号虹湾地区附近的平坦度主、两个着陆地区,以任务设计来源最大限度地提高着陆的可靠性和安全性,解决了着陆地区选择的一大难题。
对巡视探测器来说,研发试验主要分为内场试验和外场试验。 “室内试验场建于宇宙城市,主要模拟月球环境,例如用火山灰模拟月土”巡视器遥控系统主任设计师彭松对记者说,火山灰颗粒非常小,渗透皮肤的同时,为了模拟太阳的发光发热,室内温度很高,大家都穿短袖短裤进入
嫦娥四号内场试验
嫦娥四号外场试验营
外场考试在敦煌无人区沙漠“大家住帐篷和活动板屋。 吃饭的时候饭里有很多沙子,晚上睡觉的时候狼的叫声很好听”彭松说,在这样的环境中,他们做了整整一个月的实验。
彭松在外场帐篷进行了试验测试
“稳定”背后的系统工程
为了实现探测任务,着陆器必须具备各种技能:灵活旋转的太阳翅膀,月球安全着陆的缓冲脚,能够使背部的月球车顺畅地搭载在月球上的悬挂台,具有眼睛周围功能的摄像机旋转臂,魔术棒等探测天线等。 着陆器上这些功能不同的机构,由嫦娥四号的结构和机构队伍负责开发。
在这些机构中,转移机构是嫦娥四号探测器的重要单体,承担着将巡视器从着陆器释放到月球上的作用。 但是,转移机构结构复杂,包括悬挂、缓释、展开等8个功能模块,各模块是小机构,即使说构成系统也不为过,同时转移机构面临着恶劣的空间环境,不仅需要承受各种力量、热负荷,还需要经历月尘环境的考验
如何确保这么复杂的机构在恶劣环境下工作?
设计师李新立逐步推进,从设计阶段的多方案论证、仿真分析、故障分析进入加工组装阶段,在加强质量管理的发射场测试过程中进行了精心的组织,先通过了设施专业测试……最终确保转移机构顺利地将巡视器转移到月面上。
嫦娥四号玉兔二号巡逻机降落
嫦娥四号稳定可靠地降落在月球背面,支撑着着陆器上四个缓冲、一体化的着陆缓冲机构。 总部着陆器着陆缓冲开发队在接到开发任务后自主开始创新,突破了一些重要技术。 着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏移收纳、自压”方式,收纳简单,展开可靠,消除了着陆器主要结构之间的压迫点,简化了系统结构和最终装配作业,为保证着陆缓冲机构最终装配件的质量和月面上的可靠缓冲奠定了基础。
“决战”前发现雷达天线参数“微小变化”
2018年10月31日是嫦娥四号着陆器的定向天线最终被火工品压在着陆器上的日子。 前一天,晚饭过后天亮,西昌卫星发射中心协助大楼外的寒风。 总部着陆器指向天线开发团队的10馀人坐在共同大楼大厅的小圆桌旁,开始推进天线最终的压迫和状态确认的“战前”。 迄今为止,研究开发团队只开展过一次最终压迫技术的推进、过程的整理、问题的事前判断等工作。 这次会谈是第二天工作的再整理、再认识、再确认。
最终被压迫的日子到了。 有一天早晨,研究小组来到技术区,加热片和热敏电阻检查,双轴旋转前的状态确认…直到最后都按压粘合剂和最终状态确认,小组成员保持质量,按时完成工作,确保了探针发射场的工作顺利进行。
嫦娥四号飞行控制厅队员
“我们在一次测试中发现雷达天线参数有微小变化,推测可能存在问题。”嫦娥四号巡逻器总主任设计师申振荣在巡逻器出厂前也遇到过难题。
这个时候,离发货近,但是关于产品整体的重新生产的环节很多,通常的工序至少要花3,4个月的时间。 “我们的单独生产部门以轴为中心,计划日程基本上是按时间安排的。 最终不到一个月就完成了产品的再生产,在进入发射场之前就顺利开发出来了。”申振荣说,这个天线的轨道表现也很好,得到了月亮背面的月球一样的层次结构。
"我希望自己的工作永远不会被使用的日子. "
从宇宙城AIT大厅到着陆验证场,从月楼内野到遥远的发射场,嫦娥四号综合测试队的繁忙姿态非常活跃。
为了充分验证探测器的各个功能和性能,着陆器和巡视器不仅要完成航天器的正常测试项目,还要增加一些专业试验,技术难度高,测试时间长。 为此,测试小组制定了各项技术路线,全面配合各系统克服了各阶段发生的一切异常。
发射任务期间,齐天乐和马千里的两个新人正好赶上婚礼,他们一边准备婚礼,一边准备入场,打点个人行李。 婚礼结束后,两人没有迟到一天,第二天上午在发射场开始工作。 马千里进一步克服了测试过程的复杂性、人工紧张等困难,独立完成了巡视器的所有测试细则的编制,通过明确的指令和正确的数据辨认,完成了各项测试。
据嫦娥四号巡视器综合副主任设计师温博介绍,巡视器在轨道上制定的故障预测方案有116件,大小特别预测方案共数百件。 “例如,在移动系统中,如何应对车轮下沉、电压异常上升或下降、电流异常发生、整个期间温度突然上升或下降等这些问题,我想事先考虑一下”
“幸运的是嫦娥四号迄今在轨工作一切顺利,故障预测方案没有被采用”温博说“希望自己的工作永远不会被采用”(中央纪委国家监督委员会网站杨文佳)