嫦娥五号背后的故事：35项故障预案一项都没用到

12月17日零晨，嫦娥五号顺利完成在我国初次宇宙之外星体取样返回每日任务，返回器带上宝贵的月壤试品，在内蒙古自治区四子王旗预订地区安全着陆。信息传出，中国航天科技集团八院很多彻夜难眠的科研人员欢呼雀跃。“为确保每日任务圆满完成，大家干了35项常见故障应急预案，最终一项也没有采用，这就是最好是的結果！”一位科研人员兴高采烈说。

“轻装前行”身后的智能化太空服

中国北京时间12月17日零晨1时许，北京航天航行监测中心根据路面测控站，向嫦娥五号路轨器和返回器组合体引入高精密导航栏主要参数。自此，路轨器与返回器在距南北大西洋水平面高约5000千米处，一切正常开启分离出来，路轨器按照计划进行避开机动性。

嫦娥五号路轨器由中国航天科技集团八院研制开发，共配置了39台柴油发动机，遍布在舱体的每个部位。在全部每日任务环节，路轨器共经历19个航行环节、8种航行姿势及5种不一样的构形。

在全部每日任务航行全过程中，路轨器取得成功承受了太阳光、月球表面和室内空间的高低温试验更替磨练。溫度最少时，做到零下二百多℃，最大时做到了1300多摄氏度。路轨器热控制系统由八院509所研制开发。

据509所热控精英团队负责人室内设计师赵吉喆详细介绍，为了更好地让路轨器既能节约资源“轻装前行”，又能解决“忽冷忽热”的严苛磨练，热控精英团队给路轨器穿上了“智能化太空服”，开拓性选用了一体汽车轻量化热设计构思、避峰赔偿温度控制对策和二次热安全防护复合型系统软件。

为了更好地控制系统净重，设计部门对散热管内部构造开展了可靠性设计，新研制开发了薄膜光学散热管，不但品质更轻，并且热传导工作能力提升达130%。精英团队还把本来薄厚统一的双层隔热保温部件，更改为“量身定制”，让每台机器设备穿上薄厚不一样的“太空服”。

另外，将排热镀层薄厚减少了30%，设计方案了更加轻、更薄的软性排热面，根据选用一体化热设计构思，大幅度降低了热控设计方案的净重。

根据很多的模拟仿真实验，热控精英团队探寻出一套“避峰赔偿”的温度控制对策。根据对在轨通讯卫星大量运作数据信息的发掘，推测热控镀层等原材料主要参数的室内空间影响因素和特性变化趋势，创建精确的温度梯度在轨预测模型。

摸透了每台机器设备在轨溫度特点后，精英团队“对症治疗”。对于每台机器设备明确提出热控制系统独立管理机制，完成热控制系统在近月制动系统、交会对接等重要环节的用电量高峰时段时，加温功能损耗为零的总体目标，保证 了嫦娥五号有充裕的电力能源进行重要每日任务。

权威专家们表明，这种热控的新技术应用、新思想，不但取得成功为嫦娥五号服务保障，将来还有望运用于遥感技术、深空探测等大量行业。

“月轨取件”身后的35项常见故障应急预案

在嫦娥五号每日任务中，路轨器取得成功完成了地月往返运输、月球表面路轨交会对接、试品器皿迁移等关键每日任务。假如将路轨器形容为一位初次在月球表面路轨上取得成功取货的“外太空快递员”，这名“小伙”事业有成的身后，是八院研制开发精英团队长达十年的辛勤付出。为了更好地确保“小伙”在月球表面路轨上取得成功取货，研制开发精英团队为它制订了35项常见故障应急预案。

据嫦娥五号探测仪副总指挥长张玉花详细介绍，为了更好地完成路轨器与上升器“抓得住，抱得紧，转得稳”的最终目标，科学研究精英团队曾普遍调查了世界各国连接组织的设计方案。共进行了4种连接设计方案和9种迁移设计方案，上升器“推”、路轨器“移”、返回器“拉”各3种，根据积放计划方案较为及核心技术科技攻关，最后明确选用“抱爪式连接组织”，根据提升曲轴连杆棘轮机构式迁移组织，完成连接与全自动迁移作用的一体化。这类设计构思全球创新，连接精密度做到mm级。

据嫦娥五号连接与试品迁移子系统办公室主任师刘仲详细介绍，连接与试品迁移子系统分成积极件和处于被动件2个单机版。积极件包括3套抱爪组织和两个迁移组织，每件抱爪组织和迁移组织均为单独驱动器，均带有单独的抱爪驱动器组织和迁移驱动器组织。3套抱爪组织同歩工作中进行连接每日任务，2套迁移组织同歩工作中进行试品迁移每日任务。根据缜密测算，性能指标一步步溶解到单机版属下的每个部部件。

12月6日，路轨器与上升器在环月路轨上交会对接，按照计划在21秒内进行，一秒捕捉，10秒校准，10秒卡紧，分秒不差，自此圆满完成试品迁移工作交接。“为确保每日任务圆满完成，大家干了35项常见故障应急预案，結果一项也没有用上，这就是最好是的結果！”刘仲兴高采烈说。

取得成功身后的661次连接和518次试品迁移实验

“天空一分钟、地面上十年功”。根据嫦娥五号送回的视頻，大家见到路轨器与上升器取得成功连接后，管形的月壤试品器皿全自动从上升器迁移到路轨器。这一全过程看起来简易，其实也很繁杂。

据嫦娥五号探测仪总经理室内设计师查学雷详细介绍，圆满完成试品迁移工作交接，不但必须连接组织高精确定位，迁移工作中健身运动稳定、持续、互相影响、相互配合，更难的是怎样在路面开展月球表面路轨的技术性认证？

为了更好地在路面上进行认证实验，八院805所研制开发精英团队搭建了整个机械特点测试台、特性测试台、综合能力测试台、热真空泵实验台四大检测系统软件，根据不断检测、提升，保证 全自动连接与试品迁移全过程的万无一失。

高宽比独立的连接与试品迁移、微重力、弱碰撞等繁杂的连接初始条件，每一项可信性认证工作中，都汇聚了一次次路面实验方式的设计方案与一次次实验的反复。精英团队组员一次次在实验中有意添加小常见故障，让连接组织全自动辨别，开展常见故障清除，她们总计共进行了661次连接和518次试品迁移实验。

从2009年至2020年，八院805所整整的进行了十年的月球表面路轨交会对接与全自动试品迁移技术攻关和工程项目研制开发。提升了轻中小型弱碰撞式连接技术性、繁杂插口全自动试品迁移技术性、连接与迁移一体化技术性等核心技术；解决了汽车轻量化设计方案、集成化高、连接高精度的轻中小型连接技术性，及在多种约束下完成大行程安排物件全自动迁移等重要瓶颈问题，为在我国载人航天三期每日任务执行确立了技术性基本，另外弥补了在我国在轻中小型连接组织产品化研究领域的空缺。

权威专家们觉得，连接与在轨全自动迁移作用一体化设计方案，可以更强的融入太空没有人检测和试品收集、迁移等每日任务种类的要求，为在我国事后大中型通讯卫星近地轨道补充维护保养每日任务，及其别的深空探测每日任务等新项目确立技术性基本，具备关键的战略地位。（新闻记者张建松）