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“小金刚”集合!月球“挖土” 航天电机大展身手
来源:新闻中心
发布时间:2024年06月05日 编辑:新闻中心

  6月4日,携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞,随后成功进入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。此前,嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样,并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。

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  在嫦娥六号“挖土”的每一步,都有中国电科研发的“关节肌肉”和“神经末梢”——航天电机的助力。它们大小不一、功能各异,分布于此次采样任务成像系统和探测采样系统中,精准控制着采样系统的钻、取、封等一系列动作,是嫦娥六号各系统执行动作的“神助攻手”。可以说,整个系统各运动机构的“一举一动”,都离不开电机的配合。

       敲碎月壤是探测器月球“挖土”的第一步。这时,中国电科研发的冲击电机就给一款类似“铁臂”的装置提供动力,通过“铁臂”来敲碎月球地下的岩石样本。探测器钻取月表深层土壤使用类似“洛阳铲”的钻取装置,需要回转、加载、整形等一系列电机进行配合动作。其中,冲击电机类似一个小锤头,当钻头深入月壤中碰见了岩石的阻碍,需要冲击电机带动钻头进行振动,使得岩石破碎,让钻头能够继续下探,尽可能达到预定钻取深度。

  到了钻取这一环节,中国电科研发的加载电机与整形电机两兄弟“隆重登场”。“加载电机”推动取样钻头前进,“整形电机”将月壤提升出月面并装入“专用快递袋”中。

  采集好月壤后,就要开始月壤的“打包封装”了!“打包”是否可靠,关系到这份“月球快件”能否成功寄回地球。此时,配备于月表探测设备中的密封封装装置正式“上台”。

  密封封装装置留给电机组件的空间非常狭小,重量指标也极其苛刻,且系统无温控措施,电机组件需要适应月球恶劣的高低温交变考验,这对设计提出了极高要求。为解决上述难题,设计师通过多款机构组件相结合的结构形式,研制出性能优良的产品,最终满足型号工程需求。

  当载有“月球快件”的上升器与轨道器对接时,轨道器通过抱爪对接机构抱住上升器。“对接机构有三个抱爪,每个抱爪相当于人的两只‘手臂’,而驱动‘手臂’完成抓抱动作的就是每个抱爪上配备的无刷直流电动机。”中国电科研发工程师介绍,三个抱爪必须保持极高的动作连贯性和一致性,且出力均衡,才能准确完成这次“抱抓”动作,完美实现“太空拥抱”,团队成员上阵打磨砂垫,最终调整到合适的电机轴向间隙,保证一致性,确保机构顺利完成上升器与轨道器拥抱任务。

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       表取完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。

  为月面移动相机提供源源动力,中国电科研制的高效薄型太阳电池阵和耐高温锂离子蓄电池组随嫦娥六号着陆器一起降至月面,具有良好的耐高温特性和搁置性能,助力国旗展开和月面行走等拍摄工作,并将最新照片传回地球。这也是耐高温锂离子蓄电池组首次在航天器上应用。

  此外,相关电机也承担着月面采样工程“摄影师”角色。在“挖土”过程中,该电机操控全景相机角度,记录“挖土”任务执行;在“挖土”任务完成后,着陆器弹出小国旗时,电机则通过人工智能控制相机调整最佳拍摄角度,定格下这一历史性时刻。

  

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