嫦娥五號“九天摘月”全程誰來護航？據五院西安分院專家介紹，相比嫦娥三號、嫦娥四號任務，西安分院不僅對嫦娥五號這個“五妹”配備的微波測距測速敏感器、測控天線、數傳子系統進行了升級，還新研製了交會對接微波雷達，幫助“五妹”的軌道器和上升器實現交會對接。為她實現“繞、落、回”全程護航。
繞月階段提供 “貼身手機”：
測控天線助“五妹”暢連地月
在距離地球38萬公里之外，如何讓嫦娥五號與地面建立順暢的聯繫？這就要依靠西安分院研製的測控天線。
在“五妹”的地月轉移、變軌環月的繞月階段，動力下降、上升器的月面工作階段以及交會對接階段，幾乎所有的工作模式中都需要使用測控天線與地球進行測控通信。測控天線相當於“五妹”隨身攜帶的“手機”，與月球之間的測控通信就主要依靠這部“手機”完成。
西安分院為“五妹”裝備的“手機”不僅要考慮聽覺的範圍，而且還要確保其不受周圍其他設備的干擾。因此，設計人員對於測控天線在上升器上的佈局做了充分的考慮，保證其有效工作的同時，要求天線在旋轉180度範圍內沒有遮擋。同時，設計人員還針對落月過程中的羽流影響等因素，進行了天線機、電、熱一體化設計，確保了測控天線能夠在落月、月塵以及月球表面極端苛刻環境下可靠地工作。
月面着陸提供“泊車雷達”：
微波測距測速敏感器助“五妹”安全着陸
在嫦娥五號抵達月球軌道後，着陸器將攜帶着上升器着陸於月球表面。能否安全着陸於月球表面，是任務的關鍵一步。西安分院為“五妹”研製的微波測距測速敏感器，相當於在着陸器上安裝了一部“泊車雷達”。
“這部雷達在着陸器距離月球表面15公里時正式開始工作，主要任務是測量着陸器與月球表面的距離以及着陸器下降的速度，並快速向上升器的制導、導航與控制分系統（GNC分系統）提供速度和距離信息，以便於着陸器判斷降落的落點和速度。”西安分院微波測距測速敏感器主任設計師張愛軍説，微波測距測速敏感器將極大方便“五妹”控制身姿順利“泊車”。可以説，微波測。測速敏感器就是嫦娥五號探測器感知落月路的明亮雙眼。
拍了“靚照”幫助及時回傳：
傳輸一張5M照片最快僅需一秒鐘
探月之旅，拍照必不可少。“五妹”所攜相機拍攝的照片如何及時傳回地面，這就需要西安分院為嫦娥五號探測器研製的數傳子系統。在着陸器準備着陸月球表面的時候，數傳子系統就開始開機工作。它會將安裝在着陸器上的相機拍攝的着陸畫面以及數據信息實時傳回地面，以便地面對落月的信息進行及時判斷。在着陸器成功着陸月球表面後，安裝在着陸器上的數傳子系統會將月面工作段的採樣圖像、採樣鑽取的科學數據以及上升器起飛等過程的圖像數據傳輸到地面，為任務的順利推進提供決策參考。
“為了提升數據傳輸效率，西安分院設計了自適應三檔調節的方式，相當於為數據傳輸安裝了三檔‘閘門’，在傳輸高峯期使用數據量較小的傳輸方式，數傳子系統從500k到5M的數據率都可以進行傳輸。按照最大傳輸速率來算，單純傳輸一張5M的照片則只需要一秒鐘。”數傳子系統設計師張競説。
本次為“五妹”配備的數傳子系統從功能上與嫦娥四號相當，但通過集成和小型化設計從重量和體積上對“五妹”進行了極大的“瘦身”。嫦娥四號數傳子系統的重量為8公斤，而嫦娥五號數傳子系統只有3.5公斤。
返回階段幫助交會對接：
微波雷達助力38萬公里外“穿針引線”
上升器採集的月面樣本，要成功交付給返回器並順利帶回地球，就必須通過交會對接才能完成。西安分院研製的交會對接微波雷達就是為距離地球38萬公里外的“穿針引線”式的交會對接而設計的。它的作用相當於為這場太空“穿針引線”瞄“針眼”。
當上升器攜帶着月壤樣品返回環月軌道後，軌道器對上升器實施追蹤。在追蹤至100公里範圍內時，交會對接微波雷達開始工作，由西安分院研製的交會對接微波雷達可以測量兩個飛行器之間的相對距離、方位、俯仰角度及其變化。這些數據信息會源源不斷地向軌道器的制導、導航與控制分系統（GNC分系統）這個中央處理器發送，為兩器的交會對接提供實時信息。除了通過測距、測速和測角為太空“穿針引線”瞄“針眼”之外，交會對接微波雷達還可以實現兩器之間的通信。從兩器相距100公里之間建立通信鏈路一直到兩器相距0.2米範圍內，可以實現軌道器和上升器之間的雙向通信，包括指令等一些信息都要通過器間的雙向通信來實現。
華商報記者 馬虎振 通訊員 張學良/文 通訊員 郭立平 李明/圖
【來源：華商網】
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