閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
今日要聞

中科院上海分院的激光測距等多款“神器”助力嫦娥五號探月

來源:中國科學報2020-11-24 我要評論(0 )   

激光測距測速敏感器測距模塊激光器(上海光機所供圖)上海矽酸鹽所用於(yu) 監測長征5號多個(ge) 關(guan) 鍵部位健康狀態的壓電傳(chuan) 感器用高溫壓電陶瓷上海天文台VLBI深空探測指揮中心上海...

 

 

激光測距測速敏感器、測距模塊激光器(上海光機所供圖)

 

 

上海矽酸鹽所用於(yu) 監測長征5號多個(ge) 關(guan) 鍵部位健康狀態的壓電傳(chuan) 感器用高溫壓電陶瓷

 

 

上海天文台VLBI深空探測指揮中心

 

 

上海技物所研製嫦娥五號月球礦物光譜分析儀(yi) (上海技物所供圖)

 

 

應用於(yu) 航天器天線部件的有機溫控塗層(上海有機所供圖)

 

 

陀螺儀(yi) 專(zhuan) 用浮液係列產(chan) 品(上海有機所供圖)

 

efaef445ba9389bb3e05c8cb7596ceb.jpg

 

長征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空,嫦娥五號探測器踏上奔月之旅(國家航天局供圖)

 

11月24日,我國在中國文昌航天發射場,用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器,火箭飛行約2200秒後,順利將探測器送入預定軌道,開啟我國首次地外天體(ti) 采樣返回之旅。

 

國家航天局探月與(yu) 航天工程中心副主任、探月工程三期副總設計師、嫦娥五號任務新聞發言人裴照宇表示,嫦娥五號任務有望創造5個(ge) “中國首次”,一是地外天體(ti) 的采樣與(yu) 封裝,二是地外天體(ti) 的起飛,三是月球軌道交會(hui) 對接,四是攜帶樣品高速地球再入,五是樣品的存儲(chu) 、分析和研究。

 

中科院上海分院“五朵金花”——中科院上海技物所、中科院上海光機所、中科院上海天文台、中科院上海矽酸鹽所和中科院上海有機所再次拿出各自“法寶”,助力嫦娥五號此次探月之旅。

 

光電載荷助力嫦娥五號開展月球采樣返回任務

 

按計劃,嫦娥五號將實施我國首個(ge) 無人月麵取樣返回任務。中科院上海技物所負責研製嫦娥五號月球礦物光譜分析儀(yi) 、激光測距測速敏感器和激光三維成像敏感器。月球礦物光譜分析儀(yi) 是探測器有效載荷之一,將對月球表麵著陸采樣區進行光譜探測和礦物組成分布分析。激光測距測速敏感器、激光三維成像敏感器是姿態控製(GNC)分係統的重要單機,是探測器能夠成功軟著陸月球表麵的重要技術保障。激光測距測速敏感器將在探測器著陸月麵時提供遠程距離和速度信息,有望實現國際首次在月球探測器軟著陸階段使用激光多普勒測速技術進行三個(ge) 正交方向速度測量。激光三維成像敏感器將在探測器懸停時提供月麵著陸區的精確三維圖像。

 

中科院上海光機所承擔了兩(liang) 個(ge) 係統中的核心組件——3台激光器的研製。在承擔嫦娥三號、四號相關(guan) 工作的基礎上,嫦娥五號上有兩(liang) 款激光器實現了技術繼承和升級:測距模塊用激光器從(cong) 環月階段開始工作,通過大能量、窄脈寬激光來測量著陸器和月麵的距離;三維成像敏感器激光器是在著陸器懸停時,利用高重頻、窄脈寬脈衝(chong) 激光瞬時對月麵實施高精度三維成像,為(wei) 選擇精確的著陸點提供依據;激光器在減重20%的同時,滿足了嫦娥五號更苛刻的振動力學要求。

 

為(wei) 了讓嫦娥五號著陸更加平穩,首次在著陸器上增加了測速模塊,中科院上海光機所設計了首個(ge) 在著陸器上使用的窄線寬光纖激光器,實現了窄線寬(kHz量級)、低強度噪聲的激光輸出,從(cong) 落月階段開始工作,通過探測激光回波的頻率信息來測量著陸器相對月麵的速度,實現了空間應用係統從(cong) 能量探測模式向頻率探測模式的開拓。

 

3款激光器從(cong) 遠至近陸續開啟,從(cong) 繼承到開拓,為(wei) 嫦娥五號任務的順利完成提供強有力支撐,為(wei) 國家的深空探測和空間科學做出貢獻。

 

VLBI測軌分係統為(wei) 嫦娥五號探測任務保駕護航

 

作為(wei) 探月工程測控與(yu) 回收係統的重要組成部分,中科院上海天文台牽頭的中國甚長基線幹涉測量(VLBI)網將與(yu) 現有航天測控網,共同完成嫦娥五號探測器各飛行段的測定軌及定位任務。

 

VLBI是一項高精度測角技術,在月球與(yu) 深空探測器快速、高精度定軌和定位方麵,有著不可或缺的重要作用。我國的VLBI測軌分係統由北京站、上海站、昆明站和烏(wu) 魯木齊站以及位於(yu) 上海天文台的VLBI數據處理中心(VLBI中心)組成。這樣一個(ge) 網所構成的望遠鏡分辨率相當於(yu) 口徑為(wei) 3000多千米的巨大的綜合口徑射電望遠鏡,測角精度可以達到百分之幾角秒。

 

在嫦娥五號任務中,VLBI將參與(yu) 探測器地月轉移段、近月製動段、環月飛行段、著陸下降段、月麵工作段、動力上升段、交會(hui) 對接段、環月等待段和月地轉移段等9個(ge) 飛行段探測器的相對差分單項測距(ΔDOR)測量及探測器的軌道確定和預報;確定月麵著陸點及月麵起飛點的精確坐標,軌道器與(yu) 上升器交會(hui) 對接遠程導引,月地轉移段的軌道器與(yu) 返回器分離點預報等。

 

為(wei) 完成月球距離交會(hui) 對接段的軌道器與(yu) 上升器的動態雙目標精確測量,VLBI采用了新的動態雙目標同波束測量方式,VLBI中心采用全新設計的動態雙目標數據處理與(yu) 測定軌係統,觀測站配置了新型多比特記錄傳(chuan) 輸一體(ti) 化VLBI終端。在任務前,利用VLBI仿真數據,演練了從(cong) 月麵起飛到交會(hui) 對接過程的VLBI測量關(guan) 鍵步驟,為(wei) 嫦娥五號的VLBI測軌定位工作做了充分的準備。

 

在本次任務中,VLBI測軌分係統通過技術創新,不斷提高測定軌技術能力,將在後續的三個(ge) 多星期時間裏,日月伴隨嫦娥五號,為(wei) 其艱辛的旅程保駕護航,努力為(wei) 嫦娥五號的圓滿成功及我國首次月麵采樣返回做出應有的貢獻。

 

多項關(guan) 鍵材料保障“嫦娥五號”探測器可靠運行

 

在此次航天任務中,中科院上海矽酸鹽所承擔了熱控塗層、高溫抗氧化塗層、高溫隔熱屏、發動機包覆材料、柔性薄膜熱控塗層及組件、耐燒蝕天線透波窗,以及大尺寸二氧化碲晶體(ti) 、壓電陶瓷等關(guan) 鍵材料的研製。

 

中科院上海有機所研製的陀螺儀(yi) 專(zhuan) 用浮液和有機熱控塗層,在這次航天任務中,保證了嫦娥係列探測器的可靠運行。液浮陀螺儀(yi) 是慣性導航係統中應用極為(wei) 廣泛的一種陀螺儀(yi) ,具有精度高、可靠性高、環境適應能力強等優(you) 點,適用於(yu) 飛機、航天器、空間站等的導航和航姿係統中。有機熱控塗層就像能調控溫度的衣服穿在航天器和儀(yi) 器的外表麵。在嫦娥係列探測器上,同樣使用了上海有機所研製生產(chan) 的有機熱控塗層,這些塗層為(wei) 航天器的正常工作溫度環境保駕護航。

 

中科院上海有機所是我國研製及批量生產(chan) 高比重、高粘度,陀螺專(zhuan) 用氟油的重要單位,同時也是我國係統研製有機熱控塗層的重要單位。值得一提的是,有機熱控塗層研製組是上世紀60年代為(wei) 滿足我國第一顆人造衛星“東(dong) 方紅一號”研製而成立的。


轉載請注明出處。

免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬於(yu) fun88网页下载,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權範圍內(nei) 使 用,並注明"來源:fun88网页下载”。違反上述聲明者,本網將追究其相關(guan) 責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體(ti) ,轉載目的在於(yu) 傳(chuan) 遞更多信息,並不代表本媒讚同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯係我們(men) 刪除。
③ 任何單位或個(ge) 人認為(wei) 本網內(nei) 容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書(shu) 麵權利通知,並提供身份證明、權屬證明、具體(ti) 鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件後,將會(hui) 依法盡快移除相關(guan) 涉嫌侵權的內(nei) 容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀