嫦娥五号的成功发射标志着中国探月工程第几步拉开序幕（嫦娥三号

嫦娥三号成功发射，嫦娥五号成功发射！拉开中国探月工程“第三步”的序幕

这是中国探月工程的又一个里程碑。11月24日凌晨4时30分，我国在文昌发射场用长征五号运载火箭成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成。据中国国家航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师、嫦娥五号任务新闻发言人裴介绍，预计嫦娥五号任务创造的“之一个中国”将包括一是地外天体的采样和包装，二是地外天体的起飞，三是月球轨道的交会对接，四是约2公斤样品高速再入地球，五是样品的存储、分析和研究。

作为中国航天事业的重要力量，上海航天自然不会错过这次探月新征程。中国航天科技集团公司八院承担了长征五号助推器和嫦娥五号轨道器的研制任务。其中，四个助推器为长征五号提供了90%的起飞推力。

被称为“太空邮差”的轨道飞行器将把珍贵的月球土壤送回地球。具体来说，嫦娥五号轨道器发射后携带着陆器、上升器和返回器，完成地月转移、中途修正和近月制动。进入绕月轨道后，轨道器与着陆和上升组合体分离，运载返回器留在轨道上。之后，轨道器将与从月面起飞的上升器主动交会对接，完成人类月球轨道自动交会对接任务，并将上升器携带的样品容器转移至返回器；轨道器与对接舱和上升器组件分离后，将携带返回器进入月地转移轨道，在距离地球5000公里处分离返回器，并保证其初始再入条件。

“太空邮差”驰聘38万公里

嫦娥五号任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的收官之战，将创下世界无人月球采样返回任务新纪录。其中，轨道器是贯穿整个任务的核心产品，也是目前最复杂的航天器之一。

中国航天科技集团八院嫦娥五号探测器副总设计师查介绍，整个任务期间，轨道器承担了地月往返运输、轨道器间分离、交会对接、样品转移等关键任务。形象地说，在相距38万公里的地球和月球之间，轨道器要构建一条“太空物流”的特殊通道，不仅要承担地球和月球之间的往返运输任务，还要将“乘客”安全送达目的地，并在太空中安全完成“货物接收和包装”，最终返回地球。

在此期间，轨道器在轨进行了5次分离和6次组合。结合状态下的连接要稳定，分离状态下的连接要可靠安全，这是研制中的难点之一。轨道创新采用多点高强度分离螺母进行连接，每个分离面上布置不同数量的分离螺母，满足舱段间的连接强度和刚度要求。，双作用分离螺母包含两套解锁机构，任何一套动作都能保证分离面上每个分离点的可靠分离。这种高可靠的连接分离技术成就了嫦娥五号的从容飞行。

受探测器总重量限制的影响，轨道器必须像燕子一样轻，具有强大的运载能力。七项创新技术使结构质量比达到9.6%，实现更佳效率。46公斤承重球冠，可承载3吨储物盒，极限承重30吨，真正意义上的“把重量挂在蛋壳上”。，基于轨道器的舱设计，R d小组提出了分布式集成电子单机设计的思想

在高速飞行的飞机中捕捉、折叠和转移是一个很难的词。而且月球轨道相对于地球轨道有时会有延迟，时间走廊小，要一气呵成完成对接和转移任务就更难了。对接机构和样品转移分系统技术总监刘忠说，整个对接步骤要在21秒内完成——1秒捕获、10秒修正、10秒锁定。为此，他和他的团队攻关关键技术，包括突破轻小弱冲击对接、复杂接口自动样本转移等。建立了整机特性试验台、性能试验台、综合试验台和热真空试验台四个试验系统。做了上千次实验，制定了35个故障预案。从开始到交会对接，都采用自动控制。

对接机构中运动位置和对准精度是影响样本容器转移的关键因素，对接精度要求达到毫米级。为了解决这一问题，研究团队创造性地开发了抓爪对接机构。中国航天科技集团八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉华解释说，这种结构具有重量轻、捕获可靠、结构简单、对接精度高等优点。“，我们在嫦娥五号上采用了抓爪对接机构，通过增加连杆棘爪转移机构，实现了对接和自动转移功能的一体化。这些设计理念是世界首创。"

嫦娥五号卫星技术副总指挥胡振宇进一步解释说，所谓的抓爪就像是用双手握住一根棍子的动作。两个方向发力都可以把棍子牢牢握在手里。探测器采用的对接机构由三组K形卡环组成。当立管靠近时，只需对准连接面上的三根连接杆，拧紧卡扣，两个装置就紧密连接了。

21秒捕获“月宫之吻”

无论探测器飞多远，它都需要一个深空TT ；以通信系统为纽带。中国航天科技集团公司八院电子所承担着轨道器内的测控数据传输(含天线)、工程图像和测量等工作。

两个分系统，以及综合电子分系统中两台单机的研制任务。

工程图像与测量分系统肩负着探测器太阳翼天线展开、各次分离对接、月球采样样品容器转移等过程的监视任务，理论上至少需要13台摄像机才能满足任务需求。，为了对抗空间舱外恶劣环境及光照环境，必须采取合理有效的防护措施，如采用大遮光罩等，按传统的设计，镜头、电路板等机电热组合而成的一台摄像机，最轻的也要0.5千克左右。

研制团队从空间、时间双维度进行创新设计，最终确定了每个摄像机最小视场角和更优安装布局，保证单个摄像机至少可兼顾两个抱爪机构，且保证其中一个摄像机清晰监视月球样品容器转移全过程。最终该分系统总质量从原来的6.5千克减重到2.9千克，配套的摄像机降到4台。

电源是航天器在广袤太空中持续运行的重要支撑，嫦娥五号探测器所需能源超过了我国任何一项月球探测、深空探测任务。中国航天科技集团八院811所为轨道器、着陆器及上升器电源产品攻坚，让电源系统控制器集中了功率调节模块、配电模块、火工品控制模块、智能接口单元等几个功能，这在探月工程中为应用。

作者史博臻

图中国航天科技集团八院

编辑张懿

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