嫦娥五号到月球挖土究竟有多难-LMLPHP

11月24日凌晨,琼北古邑,椰林深处,中国文昌航天发射场。

身强体壮的“胖五”长征五号运载火箭再一次从这里刺入苍穹,带着“五姑娘”嫦娥五号探测器飞向远在38万公里外的月球。这标志着探月工程“绕”“落”“回”三步走的收官之战正式拉开大幕。

对于月球这个地球唯一一颗天然卫星,中国人探索的脚步从未停歇。此前,我国已经完成了嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、再入返回飞行试验和嫦娥四号等5次任务,实现了绕月探测、落月探测和巡视探测。

如今,中国航天的脚步要再往前迈出一步——采样返回,即发射嫦娥五号探测器落月,获取月壤样品并返回地球。这是我国首次无人月球采样返回任务。

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照宇告诉记者,作为我国探月工程“绕”“落”“回”三步走的收官之战,嫦娥五号任务有望实现我国航天史上的多个“首次”。

此上海某科研单位提供了一款直径为60mm的行星减速无刷电动机,可别小看就是一款电机。月球表面都是月尘,一不小心就呛入到电机内部。同时月球是没有空气的,处于真空状态,电机长时间工作散热是个大问题。同时重力也只有地球的1/6,就好比在水底里用锤子砸核桃,光使力气,不见效果。还有最重要的一点,由于运载需求,所有搭载的东西必须轻量化,用于工作的锤子也不例外。

    要轻,又要有力气,还要能长时间工作,怎么办?

    研发团队经过艰难攻关在无刷电机前段加装了行星减速器,给电机增加输出的力量,这样不仅解决了动力需求,也降低了温升的范围。针对月尘问题,他们对电机接口做了精心设计:探测器内部的电机接口做了精心设计,确保严丝合缝;对于裸露在外的电机机组,他们则采用不含通孔的全封闭结构。

    技术方案上没问题之后,还需要经过大量的仿真实验,电磁学、力学、热学等一系列实验做下来,就一次性达标了。

    锤子是没问题了,此次嫦娥五号还需要钻孔2米,同样的问题也迎刃而解。在月球上钻孔,并且提取上来,主要是靠加载电机、整形电机这两个关键部件    由于整形电机暴露在探测器顶部,没有防护,无论是电磁射线还是温度急剧变化等因素,都要求它必须有极强的环境适应能力。为此专家们在模拟月球环境下,研发出来了真空带载装置。经过大胆设计、小心求证的过程,充分的实验证明方案的可行性,成功解决难题。    该科研机构高级专家李雨说: "加载电机和整形电机的电磁设计上,我们就采用了一种新型的冲片结构,在不改变体积的前提下,将力矩增加了30%以上。"这种创新设计,将为"嫦娥五号"钻取到符合要求的月壤样品提供保障。

    同样,当成功取样后,上升器将与轨道器对接,把样品转移至返回器内,科研机构也充分设计,小心验证,最终搞定种种难题。当然还有其他需要电机动力源的部分,研发机构也都一一搞定。

11-25 13:27
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