时间：2020-12-08 09:29:09 作者： 泉源：科技日报
2020年12月1日，嫦娥五号探测器的着陆上升组合体历经自动减速、快速调解、靠近、悬停避障、缓速下降和自由着落阶段，乐成完成在月面预定区域的软着陆 。
这轻盈、稳健的一落，蕴藏着无数航天人的智慧和心血 。
边飞边找落点
关于嫦娥五号来说，落月只有一次时机，必需一次乐成 。
相比嫦娥三号、四号，嫦娥五号关于着陆点的位置精度清静整度要求是空前的 。由于涉及采样完成后上升器要在月面腾飞，嫦娥五号挑选落点的历程，也是为后续上升器月面腾飞选择“发射场”的历程，其下降区域内不可有太高的凸起、太深的凹坑，坡度也需要切合使命要求 。
简朴说，它是一边航行一边寻找落点，犹如一次从600公里外最先、在15分钟内完成的自主“跳伞” 。
为了实现“选址准确、落得准确”，嫦娥五号接纳了已经在嫦娥三号和四号上乐成应用的“粗精接力避障”方法 。这种方法，是在由中国航天科技集团五院502所研制的制导导航与控制（GNC）系统指挥下，着陆上升组合体先大推力反向制动减速，然后快速调解姿态，对预定落区地形举行照相识别，避开大的障碍，实现“粗避障”，之后再斜向落向选定的着陆点，飞到着陆点正上方后改为笔直下降，在靠近月面时关闭发念头，落在月球上 。
探查落月路径的眼睛
GNC系统在举行决议时，离不开种种数据支持 。由五院西循分院研制的微波测距测速敏感器，犹如一双明亮的眼睛，感知着嫦娥五号的落月路径，并向决议“大脑”转达信息 。
据西循分院微波测距测速敏感器主任设计师张爱军先容，这部雷达在着陆上升组合体距离月球外貌约15公里时开机，在距离月面6公里时正式最先事情 。
“该雷达可以探测着陆器与月球外貌的距离，以及着陆器下降的速率，并向上升器的制导导航与控制系统提供速率和距离的信息，以便着陆器判断下降的落点和速率 。”张爱军说 。
落月发念头有绝招
发念头为嫦娥五号清静落月提供了动力包管 。不过，靠通俗宇航发念头，是无法完成月面清静软着陆使命的 。
从航天科技集团六院相识到，月球是真空状态，没有大气，意味着不可使用空气摩擦实现减速 。为完成探测器动力下降、悬停等着陆阶段行动，要求发念头具备推力深度调理能力 。
2006年，六院正式启动7500牛变推力发动神秘害手艺攻关 。经由艰辛探索，研制团队先后突破“高性能、长寿命推力室”“流量准确调理与稳固”和“发念头系统优化与集成”3大概害手艺，发念头手艺指标基本知足探测器要求，为后续研制使命涤讪了坚实基础 。
在7500牛变推力发念头鼎力大举支持下，2013年12月，嫦娥三号探测器完成了我国首次地外天体软着陆；2019年1月，嫦娥四号探测器实现人类首次月背软着陆 。这次，它又护送嫦娥五号着陆上升组合体平稳落在月球 。
“刹车指令员”责任重大
嫦娥五号落月最后阶段的发念头关机，需要有精准的指令 。中国航天科工集团研制的γ关机敏感器，就是落月历程中的“刹车指令员”，责任重大 。
落月历程最先后，置于嫦娥五号底部的γ关机敏感器便实时丈量着探测器与月面的距离 。当嫦娥五号落到距月面缺乏5米高度时，该装备发出关机指令，关闭轨控和姿控发念头 。这一瞬间，决议着落月使命的成败 。随着发念头反推力的撤离，嫦娥五号得以翩然落月 。
据先容，γ射线具备受外部情形滋扰小、精度高等特点，因而被应用于对精度、可靠性要求最高的载人航天和探月使命中 。此前，航天科工研制的γ高度控制装置已经在神舟飞船使命中乐成应用，护送航天员清静返回 。
嫦娥五号的“腿”纷歧般
脱离了发念头的反推，嫦娥五号是以自由落体形式着陆的 。虽然月球引力较小，下降高度也不高，但撞击月面时仍会形成一定攻击载荷 。
这就需要着陆缓冲系统施展作用，吸收着陆时的攻击载荷，同时包管探测器不翻倒、不陷落 。
着陆缓冲机构，通俗地说就是嫦娥五号的“腿”，是落月环节的手艺难题之一 。嫦娥五号的4条“腿”可纷歧般，它们集缓冲、支持功效于一体，继续了嫦娥三号、四号的完善基因，由五院机构分系统团队全心设计 。
据相识，该机构接纳具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式计划，包管了收拢简朴、睁开可靠，能解决着陆缓冲、着陆稳固性等多方面问题 。
与嫦娥三号的着陆缓冲设计计划相比，嫦娥五号使命由于难度增添，着陆缓冲能力要求提高了30%，但机构重量指标却镌汰了5% 。五院总体设计部研制团队最终解决了这个难题 。
你不知道的精妙设计
嫦娥五号落月历程中，尚有一些鲜为人知的精妙设计 。
从外貌看，是着陆器“托着”上升器下降到月面，现实上，着陆器上GNC系统的事情，却借助了上升器上的中央控制盘算机和星敏感器 。
中央控制盘算机是上升器在月面腾飞时要用的“最强盛脑”，星敏感器则能让上升器通过“看星星”来确定自己的姿态 。
这样的“相助”，是设计职员团结“上升器全程陪同着陆器”的现实想出的妙招，既节约了本钱，又减轻了重量 。
别的，当着陆器靠近月面时，发念头激起的月尘容易让星敏感器“迷眼”，从而影响后续上升器腾飞 。研制团队专门设计了一个盖子，可以在落月最后阶段把星敏感器的镜头盖起来，他们称之为“天黑请闭眼” 。待落月之后月尘散去，再让星敏感器“睁眼” 。
地月通讯的桥梁
远在38万公里外履历生死磨练的嫦娥五号，一举一动都令国人悬念 。幸亏通过种种天线和数据传输手段，地面可以跟嫦娥五号坚持联系，随时相识它的动态，向它发送指令 。
在上升器上，装有西循分院研制的测控天线，犹如嫦娥五号随身携带的手机，是它与地面之间测控通讯的主要依赖 。而着陆器拍摄的落月照片，则由该院研制的数传系统实时传回，为地面决议提供依据 。
相比地面上的手机，地月通讯距离远了几万倍，数据发送需要接纳特殊的对地定向天线 。由五院总体设计部设计的定向天线接纳双轴驱念头构，就像人的肩、肘枢纽，能让反射面天线辐射器无邪转动，始终瞄准地面 。为了知足使命要求，反射面天线的设计轻量化到极致，相比同类天线减重了40%以上 。
