太空抱爪！揭秘中國月球“取貨”背後的關鍵“牽手”

效果圖 來源：中國航天科技集團八院

中新網上海12月6日電(鄭瑩瑩 郭超凱 王玓瑭)北京時間12月6日5時42分，嫦娥五號上升器成功與軌道器和返回器組合體交會對接，並於6時12分將樣品容器安全轉移至返回器中。這是中國首次實現月球軌道交會對接。

要順利接到月球“‘土’特產”，並非易事。中國航天科技集團有限公司八院嫦娥五號探測器副總指揮張玉花説，“我們在嫦娥五號上採用了抱爪式對接機構，通過增加連桿棘爪式轉移機構，實現了對接與自動轉移功能的一體化，這些設計理念都是世界首創。”

“所謂‘抱爪’，形象地説，就像我們手握棍子的動作，兩個方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中。”嫦娥五號軌道器技術副總負責人胡震宇介紹。

嫦娥五號探測器採用的對接機構，是由3套K形抱爪構成的，當上升器靠近時，只要對準連接面上的3根連桿，將抱爪收緊，就可以實現兩器的緊密連接。

而軌道器和上升器對接完成後，還要進行一個重要動作，就是將上升器上裝有月壤的樣品容器轉移到返回器中。

胡震宇介紹，連桿棘爪式轉移機構，採用了一個非常巧妙的設計，“我們利用2套倒三角形構型的棘爪，通過4次伸縮，使得容器逐漸移動到返回器中。這個構型很像我們經常使用的紮帶，相連後就只能單方向傳遞，只能前進不能後退。”

捕獲、收攏、轉移，看似簡單的過程，但要在38萬公里之外高速運行的飛行器上實現卻遠遠沒有那麼簡單。

“月球軌道相對於地球軌道有時延，時間走廊較小，這就對時效性要求非常高，必須一氣呵成完成對接與轉移任務。”對接機構與樣品轉移分系統技術負責人劉仲説。

他進一步解釋，“對接全步驟要在21秒內完成，1秒捕獲、10秒校正、10秒鎖緊。為此我們做了35項故障預案，從啓動開始到交會對接，全部採用自動控制。”

八院工程研製單位從2011年就開始開展相關技術的攻關和工程研製，以突破輕小型弱撞擊式對接、複雜接口自動樣品轉移、對接與轉移一體化等關鍵技術。

劉仲介紹，團隊構建了整機特性測試台、性能測試台、綜合測試台、熱真空試驗枱四大測試系統，先後進行了661次對接測試、518次樣品轉移測試，通過不斷地測試、優化，確保自動對接與樣品轉移過程的萬無一失。團隊甚至在試驗中故意加入小故障，讓對接機構自動判別，進行故障排除，確保整個過程一氣呵成、穩妥可靠。(完)