“小(xiǎo)金剛”集合!月球“挖土” 航天電(diàn)機大展身手-中(zhōng)國(guó)電(diàn)子科(kē)技(jì )集團有(yǒu)限公(gōng)司
6月4日,攜帶月球樣品的嫦娥六号上升器自月球背面起飛,随後成功進入預定環月軌道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采樣和起飛。此前,嫦娥六号順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能(néng)快速采樣,并按預定形式将珍貴的月球背面樣品封裝(zhuāng)存放在上升器攜帶的貯存裝(zhuāng)置中(zhōng)。
在嫦娥六号“挖土”的每一步,都有(yǒu)中(zhōng)國(guó)電(diàn)科(kē)研發的“關節肌肉”和“神經末梢”——航天電(diàn)機的助力。它們大小(xiǎo)不一、功能(néng)各異,分(fēn)布于此次采樣任務(wù)成像系統和探測采樣系統中(zhōng),精(jīng)準控制着采樣系統的鑽、取、封等一系列動作(zuò),是嫦娥六号各系統執行動作(zuò)的“神助攻手”。可(kě)以說,整個系統各運動機構的“一舉一動”,都離不開電(diàn)機的配合。
敲碎月壤是探測器月球“挖土”的第一步。這時,中(zhōng)國(guó)電(diàn)科(kē)研發的沖擊電(diàn)機就給一款類似“鐵臂”的裝(zhuāng)置提供動力,通過“鐵臂”來敲碎月球地下的岩石樣本。探測器鑽取月表深層土壤使用(yòng)類似“洛陽鏟”的鑽取裝(zhuāng)置,需要回轉、加載、整形等一系列電(diàn)機進行配合動作(zuò)。其中(zhōng),沖擊電(diàn)機類似一個小(xiǎo)錘頭,當鑽頭深入月壤中(zhōng)碰見了岩石的阻礙,需要沖擊電(diàn)機帶動鑽頭進行振動,使得岩石破碎,讓鑽頭能(néng)夠繼續下探,盡可(kě)能(néng)達到預定鑽取深度。
到了鑽取這一環節,中(zhōng)國(guó)電(diàn)科(kē)研發的加載電(diàn)機與整形電(diàn)機兩兄弟(dì)“隆重登場”。“加載電(diàn)機”推動取樣鑽頭前進,“整形電(diàn)機”将月壤提升出月面并裝(zhuāng)入“專用(yòng)快遞袋”中(zhōng)。
采集好月壤後,就要開始月壤的“打包封裝(zhuāng)”了!“打包”是否可(kě)靠,關系到這份“月球快件”能(néng)否成功寄回地球。此時,配備于月表探測設備中(zhōng)的密封封裝(zhuāng)裝(zhuāng)置正式“上台”。
密封封裝(zhuāng)裝(zhuāng)置留給電(diàn)機組件的空間非常狹小(xiǎo),重量指标也極其苛刻,且系統無溫控措施,電(diàn)機組件需要适應月球惡劣的高低溫交變考驗,這對設計提出了極高要求。為(wèi)解決上述難題,設計師通過多(duō)款機構組件相結合的結構形式,研制出性能(néng)優良的産(chǎn)品,最終滿足型号工(gōng)程需求。
當載有(yǒu)“月球快件”的上升器與軌道器對接時,軌道器通過抱爪對接機構抱住上升器。“對接機構有(yǒu)三個抱爪,每個抱爪相當于人的兩隻‘手臂’,而驅動‘手臂’完成抓抱動作(zuò)的就是每個抱爪上配備的無刷直流電(diàn)動機。”中(zhōng)國(guó)電(diàn)科(kē)研發工(gōng)程師介紹,三個抱爪必須保持極高的動作(zuò)連貫性和一緻性,且出力均衡,才能(néng)準确完成這次“抱抓”動作(zuò),完美實現“太空擁抱”,團隊成員上陣打磨砂墊,最終調整到合适的電(diàn)機軸向間隙,保證一緻性,确保機構順利完成上升器與軌道器擁抱任務(wù)。
表取完成後,嫦娥六号着陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開。這是中(zhōng)國(guó)首次在月球背面獨立動态展示國(guó)旗。
為(wèi)月面移動相機提供源源動力,中(zhōng)國(guó)電(diàn)科(kē)研制的高效薄型太陽電(diàn)池陣和耐高溫锂離子蓄電(diàn)池組随嫦娥六号着陸器一起降至月面,具(jù)有(yǒu)良好的耐高溫特性和擱置性能(néng),助力國(guó)旗展開和月面行走等拍攝工(gōng)作(zuò),并将最新(xīn)照片傳回地球。這也是耐高溫锂離子蓄電(diàn)池組首次在航天器上應用(yòng)。
此外,相關電(diàn)機也承擔着月面采樣工(gōng)程“攝影師”角色。在“挖土”過程中(zhōng),該電(diàn)機操控全景相機角度,記錄“挖土”任務(wù)執行;在“挖土”任務(wù)完成後,着陸器彈出小(xiǎo)國(guó)旗時,電(diàn)機則通過人工(gōng)智能(néng)控制相機調整最佳拍攝角度,定格下這一曆史性時刻。