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三院“慣測小分隊”為嫦娥六號“太空接力”穩住速度
發布時間:2024-06-07 信息來源:中國航天科工三院

  6月6日14時48分,嫦娥六號上升器成功與軌道器和返回器組合體,完成月球軌道的交會對接,并于15時24分將月球樣品容器安全轉移至返回器中。


  由三院研制的高精度加速度組合石英撓性加速度計及I/F轉換電路組成的“慣測小分隊”,一路以穩定可靠的表現為“嫦娥六號”的“月背征途”穩住速度。


  組合“隊長”守護“太空接力”

  本次探月之旅中,交會對接階段主要實施加速度測量的高精度加速度計組合是這支“慣測小分隊”中的“隊長”,它應用在“嫦娥六號”軌道器上,采用六軸傘狀加速度計組合設計,任務可靠度高。憑借高精度、高可靠性的優異表現,它一路上幫“嫦娥六號”穩住飛行速度,并扛起了交會對接階段精準測速的大旗。

  此次任務,組合“隊長”主要承擔“嫦娥六號”在地月轉移、環月飛行、月球軌道交會對接和月地轉移階段的平動加速度測量,以實現對探測器沿軌道飛行和交會對接過程中平穩、準確的機動控制。


  專家表示:“要實現自動交會對接,需要以非常精確的控制來確保軌道返回組合體與上升器之間的相對速度盡可能小,而加速度反映的恰恰是速度變化的情況。相對探測器升空過程中的最大加速度,交會對接時的加速度只有其百萬分之一的量級,我們研制的高精度加速度計組合就能夠實現對這種微小加速度的精準測量。”

  據介紹,這已經是該組合第四次陪伴“嫦娥”遠赴月宮。從“嫦娥三號”開始,它就以完美的表現助力“嫦娥三號”“嫦娥四號”“嫦娥五號”歷次任務圓滿成功。而隨著探月工程任務的不斷進展,在后續任務中,全新的加速度計組合設計也將隨“嫦娥”邁入新的征程。

“金牌搭檔” 保障全程加速度

  “小分隊”中的石英撓性加速度計和I/F轉換電路是一組“金牌搭檔”,在此次任務中,這對“金牌搭檔”“承包”了“嫦娥六號”月宮之旅全程各關鍵階段的加速度測量任務——不僅在高精度加速度計組合產品中應用,還在著陸上升組合體和返回器的IMU(慣性測量單元)中扮演關鍵角色。


  作為加速度測量的核心器件,這對搭檔可謂是功勛神器,曾先后多次助力載人航天工程及探月工程任務,連戰連捷。

  石英撓性加速度計是敏感加速度的關鍵傳感器,I/F轉換電路則能夠將加速度計輸出的電流信號轉換為適合計算機處理的數字脈沖信號。由于在探測器的不同部分承擔的任務各不相同,研制團隊分別為加速度計配備了不同量程的I/F轉換電路。“信號轉換的過程就像是用天平和砝碼給信號‘稱重’,加速度變化量大電流信號變化量也大,則需要使用大的‘砝碼’”,I/F轉換電路主任設計師這樣比喻。

  在交會對接和軌道控制過程中,軌道器加速度的變化量不大,團隊采用小量程的轉換電路,能夠在同等條件下提供更高精度的加速度測量信息,以實現對探測器更加精準的速度控制;而在月球著陸和返回再入階段,加速度變化量大,則采用“砝碼較大”的大量程轉換電路,滿足對加速度信息的完整覆蓋,確保“嫦娥”飛行全程的速度變化在實時掌握中。

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