新安晚報 安徽網 大皖客戶端訊 嫦娥四號在月球背面成功軟著陸,創(chuàng)造了人類太空探索史上的新紀錄。功勞簿上,“安徽智造”理當記上濃墨重彩的一筆。在此次嫦娥四號任務中,探測器軟著陸關鍵設備“緩沖拉桿”、用于接收38 萬公里以外探測器微弱信號的低溫接收機、探測器激光測距敏感器和激光三維成像敏感器的關鍵元器件高壓抗輻照空間DC/DC變換器電路,它們的大顯身手也彰顯安徽科技的實力。
中科院固體所:
“緩沖拉桿”助“嫦娥”軟著陸
昨天下午,中科院合肥物質科學研究院固體物理研究所(以下簡稱“固體所”)召開新聞通氣會稱,該所提供的探測器軟著陸關鍵設備“緩沖拉桿”,是繼嫦娥三號任務之后,再次為嫦娥四號成功軟著陸做貢獻。
嫦娥三號模型和新型緩沖吸能拉桿材料。
月球背面像一個“盾牌”,為地球擋住了隕石的直接撞擊。因此,月背隕石坑數量遠多于正面,而且布滿溝壑、峽谷、懸崖,平坦區(qū)域極少。“這意味著嫦娥四號探測器著陸時,將面臨四條主著陸腿著陸時間不一、沖擊力分布不均帶來的巨大風險。”嫦娥四號探測器著陸緩沖元件項目骨干、固體所材料應用技術研究室副研究員王幸福博士說,在極端條件下,部分拉桿將甚至要承受更為強烈的沖擊拉伸作用。
所以,在探測器著陸時,拉桿必須高效、可靠、穩(wěn)定地發(fā)揮吸能作用,保障探測器安全平穩(wěn)地著陸。“拉桿材料必須具備極高的拉伸塑性、適中的抗拉強度和穩(wěn)定的力學響應行為。”王幸福說。
自2007 年起,固體所就開始承擔拉桿材料的探索任務。“國內并沒有合適的材料,我們就不斷嘗試,經過了無數次實驗,歷時6 年,最終研制出一種新型緩沖吸能拉桿材料,給它命名為‘高效吸能合金’。”據王幸福介紹,目前商業(yè)應用的金屬材料最高塑性只能達到50%左右,而高效吸能合金的塑性可達到80%至110%。也就是說,一根1 米長的緩沖拉桿,最大可拉伸至2.1米。
“這種材料的吸能特性遠遠優(yōu)于現(xiàn)有的金屬材料,在國際上也屬于領先水平。”王幸福說。固體所研制的高效吸能合金,為著陸機構的設計與實現(xiàn)提供了關鍵材料支撐,也填補了我國地外天體探測器著陸緩沖用拉桿材料的空白。而利用高效吸能合金材料研制出來的緩沖拉桿產品,塑性達到70%以上,能夠吸收巨大的沖擊力,從而為嫦娥三號、嫦娥四號在月面著陸時提供重要的保障。
除此之外,固體所還在承擔“火星一號”著陸器緩沖元件研制任務,并已順利通過方案以及初樣產品驗收,正式轉入正樣研制階段,預計將在2020年前后發(fā)射“火星一號”中大顯身手。未來,固體所自主研制的緩沖拉桿材料有望在我國深空探測領域發(fā)揮更加重要和長遠的作用。
中國電科16 所:
低溫接收機聆聽“嫦娥”聲音
除了位于合肥科學島上的固體所,安徽還有一些研究機構為嫦娥四號任務做出了自己的貢獻。
據了解,嫦娥四號的信號來自遙遠的太空,在穿越地月間38 萬公里的超遠距離后,到達地面時已十分微弱。為了清晰、準確地接收到信號,中國電科16 所低溫電子/超導電子研發(fā)部自主研制的低溫接收機,作為月球探測器的“順風耳”,可在零下260℃低溫環(huán)境下,接收到“嫦娥”來自遙遠太空的微弱信號。
中國電科16 所有關研發(fā)人員告訴記者,他們研制的低溫接收機,應用于嫦娥四號的測控系統(tǒng)和地面應用系統(tǒng),接收探測器的信標信號和通信數據。“服務于本次任務的低溫接收機解決了低溫接收機真空密封技術、低損耗隔熱傳輸技術,首次研制了新型密封窗和隔熱方式,采用極化器一體冷卻方式,解決了低溫下冷卻變形技術難點。其中,低溫接收組件實現(xiàn)極低噪聲技術,低溫低噪聲放大器噪聲溫度小于6K,達到國際先進水平。”
中國電科43 所:
高壓電路為“嫦娥”保駕護航
為嫦娥四號在月球背面軟著陸保駕護航的,還有中國電科43 所研制的高壓抗輻照空間DC/DC 變換器電路。
據了解,月球探測器中激光測距敏感器的功能是提供著陸器到月面的距離信息,激光三維成像敏感器的功能是獲取著陸區(qū)三維地形,它們共同為著陸安全降落提供有力保障。中國電科43所為嫦娥四號月球探測器配套研制了高壓抗輻照空間DC/DC變換器電路,應用在探測器的激光測距敏感器和激光三維成像敏感器中,為敏感器提供高壓供電,成為敏感器中的關鍵元器件。
相關人員告訴記者,小巧的電源將輸入的電流,經過穩(wěn)壓、濾波、變壓,然后將純凈、穩(wěn)定、連續(xù)的電流輸送給敏感器使用,“如果把電流比喻成人類的血液供氧給其他器官,電源就相當于敏感器的心臟,保證了血液的流向和血壓,它的研制成功,為著陸器安全可靠的著陸提供了有力的保障。”
姚潔 孫婷婷 劉林 劉磊 新安晚報 安徽網 大皖客戶端記者 韓誠 項磊
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