
香港文匯報訊(記者 劉凝哲 北京報道)嫦娥五號任務中,完成了中國乃至人類首次月球軌道無人自動交會對接和樣品轉移。雖同名「交會對接」,但嫦娥五號採用的對接方式與人們熟悉的載人航天對接方式有很大區別。中國航天科技集團有限公司八院的專家表示,與載人航天對接機構相比,嫦娥五號的對接機構必須做到小而精,其重量要減少到周邊式對接機構的十五分之一,同時,還要具備樣品容器捕獲、自動轉移功能,重量更輕、精度更高、過程更穩。這也填補了中國在輕小型對接機構工程化研究領域的空白,將為後續深空探測等任務提供有力支撐。
嫦娥五號對接與樣品轉移機構由航天科技集團八院研製。據介紹,載人航天使用的對接機構學名叫異體同構周邊式對接機構,在對接後可形成一個80公分左右的通道,方便航天員在其中穿行。嫦娥五號則採用「抱爪式機構」,具有重量輕、捕獲可靠、結構簡單、對接精度高等優點,通過增加連桿棘爪式轉移機構,實現了對接與自動轉移功能的一體化。
「所謂的抱爪,就像我們手握棍子的動作,兩個方向一用力,就可以把棍子牢牢地握在手中。」嫦娥五號軌道器技術副總負責人胡震宇介紹。探測器採用的對接機構就是由3套K形抱爪構成的,當上升器靠近時,只要對準連接面上的3根連桿,將抱爪收緊,就可以實現兩器的緊密連接。軌道器和上升器對接完成後,還要進行一個重要動作,就是將上升器上裝有月壤的樣品容器轉移到返回器中。
2011年起已進行逾千次測試
上述過程看似簡單,但在距離地球38萬公里以外的環月軌道實施難度極高。對接機構與樣品轉移分系統技術負責人劉仲表示,月球軌道相對於地球軌道有時延,時間走廊較小,這就對時效性要求非常高,必須一氣呵成完成對接與轉移任務,對接全步驟要在21秒內完成,1秒捕獲、10秒校正、10秒鎖緊。為此,科研人員從2011年即開始技術攻關,先後進行了超過1,000次樣品轉移測試,還制訂了35項故障預案,從啟動開始到交會對接,全部採用自動控制。
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