探索“五伍”飞向月球背后的秘密!走进天津航天机电设备研究所...(多张图片)
12月17日,我国的“ C娥5号”探空器降落在内蒙古四子王旗,成功完成了探月任务。在这次月球探索的返回过程中,“ C娥五号”轨道器,返回器组件和上升器成功完成了会合和对接,月球土壤被“回收”到太空中。几牛的力量只是将重达几吨的轨道器和返回器组件推向上升器的关键。
天津航空航天机电研究所的科研团队经过七年的反复努力,以确保这几只牛是“正确的”和“正确使用的”。从构建平台开始,通过反复的技术创新,过程创新,算法创新和实验创新,我们最终确保了任务的完成并将月球土壤带回了地面。
一分一分没错。
“尽管中国已经掌握了太空交会对接技术,但是与以前的地球轨道交会对接相比,在38万公里的月球轨道上没有办法依靠导航卫星的帮助。它完全依赖于探测器以完成对接,这需要在月球轨道测量和控制精度,月球轨道传感器交互以及轻小型航天器对接等关键技术上取得突破,以便实际验证“精确连接,无缝旋转”的会合和对接。样品转移过程中,有必要在地面上进行全面的物理模拟。实验是在天津航天机电设备研究所建立的微低重力环境模拟技术天津重点实验室完成的。”天津航天机电设备研究所的技术人员说。
据了解,在实验室中,地面交会对接测试中使用的传感器和执行器是真实产品。为了模拟它们在太空环境中的对接状态,有必要利用发动机喷气机产生的推力来产生几吨重的重量。重型模拟器会改变轨迹和姿态。尽管推力只有几头牛,但相差甚至在一千英里之外,研究人员不会犯任何错误。为此,天津航天机电设备研究所专门开发了大型超平支撑平台,总面积1200平方米,单个平台水平仅2弧秒,接缝高度差仅10微米
科学家说,“ Chang'e-5”模拟器只有在如此高的精度下,才能在平台上执行几乎无摩擦的运动,从而验证了交会和对接过程中探针的引导,导航和控制技术。
“ hang娥5号”的相关部分
解决难题从基础开始
为了确保测试的准确性,天津航天机电设备研究所的科研团队完成了基础,支撑机构,平台主体,控制系统和调平系统等全方位挑战。从成立之初,科研团队就建立了针对天津当地地质条件的高精度,稳定的系统。
“我们的科研团队使用摩擦桩和高级水泥浇注方法,为整个大型平台的施工提供了稳定的基础。为了增强设备基础与支撑调整之间的连接配合和接触刚度机制,科学研究人员还向基础中浇注了高精度花岗岩垫层。”据天津航天机电设备研究所技术人员介绍,底座与平台之间的支撑调整机构是天津航天机电研究所拥有自主知识产权的产品,每个平台下方由六套支撑进行调整调节机构,其中一些负责支撑,一些负责调节平台姿态,一些负责提高支撑刚度1200个支撑和调节机构可确保测试模拟器即使在最恶劣的情况下也能顺利通过拼接接缝危险情况。
此外,用于构建大型超平支撑平台的材料也是核心问题之一。研究人员最初考虑了使用铸铁的方法,但是铸铁平台的可维护性很差。用手触摸,生锈和除锈会影响平台的平坦度,最终选择放弃此解决方案。经过大量的研究,最终,济南的花岗岩成为了科研团队的视线。这种花岗岩具有良好的物理性能,如高抗压强度和耐腐蚀性,是建造大型平台的理想材料。最后,在平台上使用了200块特别供应的天然济南蓝花岗岩。
各种尖端技术参与测试过程
尽管已运送了200块蓝色花岗岩,但如何将它们放在一起?这已经成为测试科研团队的问题。为了调整这200个花岗岩的水平度和拼接接头的高度以满足测试参数要求,研究人员专门开发了一种自动巡航检查工具,以测量整个平台的精度并自动将其水平。与传统的手动检查和调整相比,时间从1-2个月缩短到24小时,大大提高了平台的工作效率和支持能力。
大型超级平板支撑平台
天津航天机电设备研究所有关负责人透露:“大型超平支撑平台也是气浮微重力试验研究的基础设施,可以进行大量试验研究。目前,除“ C娥五号”任务外,该平台还实施了十多种类型和创新性的测试任务,如空间站和大型部署机构,今后还将提供强有力的支持。用于执行载人登月,太空形成飞行和深空探索。”
该负责人说,大型超扁平支持平台的成功开发,使我国完全告别了手动调试平台的历史,并使空中支持平台的物理模拟跃上了台阶。一举成为世界领先水平。未来,天津航天机电设备研究所将继续进行深入的研究和探索,并迭代开发大规模的超平支撑平台技术和低微重力仿真技术,为更多的用户提供优质的服务。
此外,天津航天机电设备研究所的另一种产品也无意间进入了全国观众的视线。几天前自动测量设备,当中央电视台访问“ C娥五号”模拟试验场时,悬挂在空中的耀眼的“包子气球”恰好是由他开发的月球表面采样机器人手臂的1 / 6g重力空气悬浮补偿。天津航天机电设备研究所。设备。
根据介绍自动测量设备,该设备主要用于模拟月球重力环境,为地面测试和采样机器人手臂的测试提供了更现实的工作环境。为了在月球重力环境下采样,放样主包装容器并将其转移到采样机械手,已对密封包装容器的整个工作过程进行了验证。这种倒置的“包子”气球不仅可以满足测试现场的环境要求,而且还可以使整个设备染上浓郁的天津风味,这很有意思。
据天津航天机电设备研究所有关负责人介绍,在此次“ hang娥五号”探测任务中,研究所还承担了升空,着陆器太阳翼机构,定向天线压缩释放机构,着陆器的着陆工作。太阳翼的机翼压缩释放装置,表面采样机械臂压缩释放装置,样品容器连接解锁装置以及卫星上的许多其他产品,并完成了准备和构建用于模拟月球表面的系统的任务。采样区域和探测器热量诸如控制执行,组装和地面支持之类的多项任务为成功完成“ -5娥五号”探月任务提供了全方位的保证。
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