探索“五伍”飛向月球背后的秘密！走進(jìn)天津航天機(jī)電設(shè)備研究所...（多張圖片）
12月17日，我國的“ C娥5號”探空器降落在內(nèi)蒙古四子王旗，成功完成了探月任務(wù)。在這次月球探索的返回過程中，“ C娥五號”軌道器，返回器組件和上升器成功完成了會合和對接，月球土壤被“回收”到太空中。幾牛的力量只是將重達(dá)幾噸的軌道器和返回器組件推向上升器的關(guān)鍵。
天津航空航天機(jī)電研究所的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過七年的反復(fù)努力，以確保這幾只牛是“正確的”和“正確使用的”。從構(gòu)建平臺開始，通過反復(fù)的技術(shù)創(chuàng)新，過程創(chuàng)新，算法創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，我們最終確保了任務(wù)的完成并將月球土壤帶回了地面。
一分一分沒錯(cuò)。
“盡管中國已經(jīng)掌握了太空交會對接技術(shù)，但是與以前的地球軌道交會對接相比，在38萬公里的月球軌道上沒有辦法依靠導(dǎo)航衛(wèi)星的幫助。它完全依賴于探測器以完成對接，這需要在月球軌道測量和控制精度，月球軌道傳感器交互以及輕小型航天器對接等關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，以便實(shí)際驗(yàn)證“精確連接，無縫旋轉(zhuǎn)”的會合和對接。樣品轉(zhuǎn)移過程中，有必要在地面上進(jìn)行全面的物理模擬。實(shí)驗(yàn)是在天津航天機(jī)電設(shè)備研究所建立的微低重力環(huán)境模擬技術(shù)天津重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成的?！碧旖蚝教鞕C(jī)電設(shè)備研究所的技術(shù)人員說。
據(jù)了解，在實(shí)驗(yàn)室中，地面交會對接測試中使用的傳感器和執(zhí)行器是真實(shí)產(chǎn)品。為了模擬它們在太空環(huán)境中的對接狀態(tài)，有必要利用發(fā)動機(jī)噴氣機(jī)產(chǎn)生的推力來產(chǎn)生幾噸重的重量。重型模擬器會改變軌跡和姿態(tài)。盡管推力只有幾頭牛，但相差甚至在一千英里之外，研究人員不會犯任何錯(cuò)誤。為此，天津航天機(jī)電設(shè)備研究所專門開發(fā)了大型超平支撐平臺，總面積1200平方米，單個(gè)平臺水平僅2弧秒，接縫高度差僅10微米
科學(xué)家說，“ Chang'e-5”模擬器只有在如此高的精度下，才能在平臺上執(zhí)行幾乎無摩擦的運(yùn)動，從而驗(yàn)證了交會和對接過程中探針的引導(dǎo)，導(dǎo)航和控制技術(shù)。
“ hang娥5號”的相關(guān)部分
解決難題從基礎(chǔ)開始
為了確保測試的準(zhǔn)確性，天津航天機(jī)電設(shè)備研究所的科研團(tuán)隊(duì)完成了基礎(chǔ)，支撐機(jī)構(gòu)，平臺主體，控制系統(tǒng)和調(diào)平系統(tǒng)等全方位挑戰(zhàn)。從成立之初，科研團(tuán)隊(duì)就建立了針對天津當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的高精度，穩(wěn)定的系統(tǒng)。
“我們的科研團(tuán)隊(duì)使用摩擦樁和高級水泥澆注方法，為整個(gè)大型平臺的施工提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。為了增強(qiáng)設(shè)備基礎(chǔ)與支撐調(diào)整之間的連接配合和接觸剛度機(jī)制，科學(xué)研究人員還向基礎(chǔ)中澆注了高精度花崗巖墊層?！睋?jù)天津航天機(jī)電設(shè)備研究所技術(shù)人員介紹，底座與平臺之間的支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)是天津航天機(jī)電研究所擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，每個(gè)平臺下方由六套支撐進(jìn)行調(diào)整調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其中一些負(fù)責(zé)支撐，一些負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)平臺姿態(tài)，一些負(fù)責(zé)提高支撐剛度1200個(gè)支撐和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可確保測試模擬器即使在最惡劣的情況下也能順利通過拼接接縫危險(xiǎn)情況。
此外，用于構(gòu)建大型超平支撐平臺的材料也是核心問題之一。研究人員最初考慮了使用鑄鐵的方法，但是鑄鐵平臺的可維護(hù)性很差。用手觸摸，生銹和除銹會影響平臺的平坦度，最終選擇放棄此解決方案。經(jīng)過大量的研究，最終，濟(jì)南的花崗巖成為了科研團(tuán)隊(duì)的視線。這種花崗巖具有良好的物理性能，如高抗壓強(qiáng)度和耐腐蝕性，是建造大型平臺的理想材料。最后，在平臺上使用了200塊特別供應(yīng)的天然濟(jì)南藍(lán)花崗巖。
各種尖端技術(shù)參與測試過程
盡管已運(yùn)送了200塊藍(lán)色花崗巖，但如何將它們放在一起？這已經(jīng)成為測試科研團(tuán)隊(duì)的問題。為了調(diào)整這200個(gè)花崗巖的水平度和拼接接頭的高度以滿足測試參數(shù)要求，研究人員專門開發(fā)了一種自動巡航檢查工具，以測量整個(gè)平臺的精度并自動將其水平。與傳統(tǒng)的手動檢查和調(diào)整相比，時(shí)間從1-2個(gè)月縮短到24小時(shí)，大大提高了平臺的工作效率和支持能力。
大型超級平板支撐平臺
天津航天機(jī)電設(shè)備研究所有關(guān)負(fù)責(zé)人透露：“大型超平支撐平臺也是氣浮微重力試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)設(shè)施，可以進(jìn)行大量試驗(yàn)研究。目前，除“ C娥五號”任務(wù)外，該平臺還實(shí)施了十多種類型和創(chuàng)新性的測試任務(wù)，如空間站和大型部署機(jī)構(gòu)，今后還將提供強(qiáng)有力的支持。用于執(zhí)行載人登月，太空形成飛行和深空探索?！?/p>
該負(fù)責(zé)人說，大型超扁平支持平臺的成功開發(fā)，使我國完全告別了手動調(diào)試平臺的歷史，并使空中支持平臺的物理模擬躍上了臺階。一舉成為世界領(lǐng)先水平。未來，天津航天機(jī)電設(shè)備研究所將繼續(xù)進(jìn)行深入的研究和探索，并迭代開發(fā)大規(guī)模的超平支撐平臺技術(shù)和低微重力仿真技術(shù)，為更多的用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
此外，天津航天機(jī)電設(shè)備研究所的另一種產(chǎn)品也無意間進(jìn)入了全國觀眾的視線。幾天前自動測量設(shè)備，當(dāng)中央電視臺訪問“ C娥五號”模擬試驗(yàn)場時(shí)，懸掛在空中的耀眼的“包子氣球”恰好是由他開發(fā)的月球表面采樣機(jī)器人手臂的1 / 6g重力空氣懸浮補(bǔ)償。天津航天機(jī)電設(shè)備研究所。設(shè)備。
根據(jù)介紹自動測量設(shè)備，該設(shè)備主要用于模擬月球重力環(huán)境，為地面測試和采樣機(jī)器人手臂的測試提供了更現(xiàn)實(shí)的工作環(huán)境。為了在月球重力環(huán)境下采樣，放樣主包裝容器并將其轉(zhuǎn)移到采樣機(jī)械手，已對密封包裝容器的整個(gè)工作過程進(jìn)行了驗(yàn)證。這種倒置的“包子”氣球不僅可以滿足測試現(xiàn)場的環(huán)境要求，而且還可以使整個(gè)設(shè)備染上濃郁的天津風(fēng)味，這很有意思。
據(jù)天津航天機(jī)電設(shè)備研究所有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在此次“ hang娥五號”探測任務(wù)中，研究所還承擔(dān)了升空，著陸器太陽翼機(jī)構(gòu)，定向天線壓縮釋放機(jī)構(gòu)，著陸器的著陸工作。太陽翼的機(jī)翼壓縮釋放裝置，表面采樣機(jī)械臂壓縮釋放裝置，樣品容器連接解鎖裝置以及衛(wèi)星上的許多其他產(chǎn)品，并完成了準(zhǔn)備和構(gòu)建用于模擬月球表面的系統(tǒng)的任務(wù)。采樣區(qū)域和探測器熱量諸如控制執(zhí)行，組裝和地面支持之類的多項(xiàng)任務(wù)為成功完成“ -5娥五號”探月任務(wù)提供了全方位的保證。
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