嫦娥五号去月球送快递啦！这条太空“物流”通道，原来是上海制造

点火！升空！

凌晨4点30分

嫦娥五号探测器成功发射！

开启我国首次地外天体采样返回之旅

作为探月三期的收官之战

嫦娥五号将刷新人类无人月球

采样返回任务新纪录

而轨道器作为贯穿任务全过程的核心产品

由中国航天科技集团有限公司八院

上海航天技术研究院抓总研制

是名副其实的“太空邮差”

它将在相距38万公里的地球和月球之间

构建起一条太空“物流”的特殊通道

不仅要去得了，回得来

还要能按时“上下货”

将珍贵的月壤投送回蓝色星球

作为目前最复杂的空间飞行器之一

轨道器在轨共有5次分离

6种组合体状态

承担地月往返运输、器间分离

交会对接与样品转移等关键任务

难度极大

但上海航天突破了4项关键技术

高可靠连接分离技术

连得稳 可靠分

嫦娥五号探测器由4个部分组合而成，多器分工合作的状态造就了探测器在太空中不断分离-组合-再分离-再组合的变形过程，这在我国航天器中绝无仅有。

轨道器要顺利完成地月转移，并将装有样品容器的返回器带回地球，整个过程涉及5次分离，包括与火箭分离、与着陆上升组合体分离、与支撑舱分离、与对接舱上升器组合体分离、与返回器分离，既要保证组合状态下器与器连得稳固，同时又要确保分离过程的安全可靠，这是探测器研制的难点之一。

轨道器与上升器分离效果图

轨道器摒弃了传统的舱段间包带连接方式，创新采用多点高强度分离螺母连接，通过在各分离面配置不同数量的分离螺母以满足舱段间连接强度与刚度要求。同时双作动分离螺母包含两套解锁机构，其中任意一套动作就能确保分离面每一个分离点的可靠分离。连接稳固、分离可靠的连接解锁与分离关键技术，成就了嫦娥五号的从容飞天之旅。

月球轨道对接与样品转移技术

精准接 无缝转

嫦娥五号将实现人类首次月球轨道交会对接。虽同名“交会对接”，但嫦娥五号采用的对接方式与我们所熟悉的载人航天采用的对接方式有很大的区别。

载人航天使用的对接机构学名叫异体同构周边式对接机构，在对接后可形成一个80厘米左右的通道，方便航天员在其中穿行。而与近地轨道的任务不同，月球探测对探测器的质量和空间有严苛限制，嫦娥五号的对接机构必须做到小而精，其重量要减小到周边式对接机构的十五分之一。

交会对接效果图

为了达到这一效果

上海航天为此专门研制了

一套抱爪式对接机构

“所谓的抱爪，其实形象地说，就像我们手握棍子的动作，两个方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中。”嫦娥五号轨道器技术副总负责人胡震宇介绍。探测器采用的对接机构就是由3套K形抱爪构成的，当上升器靠近时，只要对准连接面上的3根连杆，将抱爪收紧，就可以实现两器的紧密连接。

而轨道器和上升器对接完成后，还要将上升器上装有月壤的样品容器转移到返回器中。这一动作，可谓关键，如何实现呢？

样品转移效果图

连杆棘爪式转移机构了解一下。胡震宇介绍：“我们利用2套倒三角形构型的棘爪，通过4次伸缩，使得容器逐渐移动到返回器中。相连后就只能单方向传递，只能前进不能后退。”

1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧

对接全步骤要在这21秒内完成

为了在38万公里之外高速运行的飞行器上

实现这一系列高难度动作

研制人员做了35项故障预案

从启动开始到交会对接

全部采用自动控制

总体优化与结构轻量化技术

轻如燕 高负载

受探测器整体重量约束的影响，轨道器在具备强大的承载能力的同时，还得做到身轻如燕。

为了做到身材比例的完美，轨道器

首次使用大承载复杂构型轻量化结构

首次创新使用多次分离复杂构型

首次使用多冗余路径复合传力结构

首次采用大承载复合材料一体成型插层变厚度承力球冠技术

等七项创新技术

结构质量比达到9.6%，真正做到了效能最优。仅仅46kg的承力球冠能够承载3吨贮箱，具备30吨的极限承载能力，真正做到“鸡蛋壳上挂秤砣”。

通过积极创新设计，轨道器内有铮铮铁骨，外有完美身材，擎得起飞天梦想，稳得住每个动作，成就了可靠的飞天嫦娥。

着上组合体落月效果图

分布式综合电子技术

分区管 易拓展

轨道器采用分舱段设计，各舱段都有对应的配电管理、热控管理、信息管理需求，如果按照传统的模式设计整器电气，需要大量的跨舱段电缆进行信息交互，对轨道器的重量设计、分离面设计、电缆网设计以及整器总装造成负担。

上升器月面起飞效果图

为此，研制团队创新提出了分区域管理的分布式综合电子单机设计思想，通过区域划分和整体布局，最大可能地减少穿舱电缆与舱段内硬线连接。同时，团队还创新提出整器电气管理的区域化、标准化、模块化设计思想，通过制定一系列标准规范，使得综合电子系统做到从内到外整齐标准，灵活组装、易于拓展，跑得稳软件，传得好信号，点得起火工品，控得住机构。目前分布式综合电子技术已在多种飞行器推广应用，走出了一条不同以往的新路。

每一项新技术的背后

都有无数的努力

自2011年轨道器立项起

中国航天科技集团八院探月工程团队

“白手起家”，展开了攻坚研制之旅

七年研制、三年贮存

嫦娥五号轨道器是团队探月之路上

经历时间最长、研制最为艰苦的一个航天器

轨道器带返回器“回家”

十年问天路 九天取玉盘 

所有的努力都是值得的

这支为嫦娥五号奋战的团队

真的很能打！

也祝福“嫦娥”

一路顺风，平安归来

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金海岸工作室 

作 者 | 叶   薇  王玓瑭

图 片 | 中国航天科技集团八院

编 辑 | 梁   群