澎湃新闻
原标题:秘密:这些中国自主开发的科技神器帮助了五号探月
近日，国家航天局在北京举行了嫦娥五号月球样品交接仪式。嫦娥五号任务正式从项目实施阶段转入科学研究阶段，中国首个地外天体储存、分析和研究项目启动。
11月24日至12月17日发射入轨，在内蒙古四子王旗预定区域着陆。嫦娥五号探测器经历了月球转移、最近几个月制动、在轨分离、稳定登月、钻探取样、月球起飞、交会对接和样品转移、绕月等待、月球转移、再入和回收等阶段。，并在轨道上工作了23天，成功地把月球上的“土特产”运回家。我国自主开发的哪些科技神器支撑了其“走一圈，跌一圈，再跌一圈”的不同阶段？中国航天科工集团第二研究院的专家为我们揭开了这个秘密。
测量雷达创造了飞行观察的“第一只眼睛”
11月24日，长征五号运载火箭将焰尾带出地面的几分钟内，两台固定脉冲测量雷达迅速收集了火箭的飞行信息，确保指挥控制中心能够第一时间掌握全局，做好安全控制工作。
这些是雷达测量的“第一只眼睛”。
据二院23位专家介绍，从点火那一刻起，研究所测得的雷达就像“鹰眼”，紧紧盯着火箭。
这两部测量雷达主要用于测量运载火箭上升段的外弹道，为发射场指挥中心实时提供火箭距离、方位、俯仰等精确的坐标信息和径向速度数据。火箭一旦飞出轨道，马上就能被发现。
据专家介绍，这两部测量雷达不受雨雪台风等天气因素影响，所以负责火箭飞行观测的初始阶段。
勘测雷达已成功完成长征七号和长征五号首飞等数十项任务，为嫦娥五号飞行保障奠定了坚实基础。
本次任务中，在嫦娥五号和长征五号火箭上安装了由二院23个研究所自主研制的声表面波滤波器，主要用于测控系统和应答机子系统，以充分保证嫦娥五号信号的有效接收和杂波滤波以及各子系统信号的有效处理。
根据专家的说法，一旦航天器发射中出现信号干扰，地面接收到的信息就像是接听一个已经连接到线路上的电话。
SAW滤波器可以轻松滤除“高次谐波、图像信息、传输泄漏信号、各种寄生杂波干扰”等各种干扰信号，使发射场指挥中心能够清晰接收到准确的信号。
据专家介绍，为了滤除无用的信号干扰，更好地协助嫦娥五号在泰空的观测，并保证信号与地面中心的平滑，科技人员精心制作了每一个滤波器，而声级计滤波器的最窄线宽达到0.3微米，相当于头发直径的1/200。
而且每一个合格的高可靠性的SAW器件都需要在大功率显微镜下通过测试，并且至少经过三次超声波或等离子清洗，从而保证了元器件的可靠性。
微波雷达帮助月球土壤安全转移空
嫦娥五号的频率信号就像人体的脉搏。脉搏稳定是她正常工作的前提。
来自二院203个研究所的专家告诉记者，该所研发生产的数百个独立可控晶体元件作为嫦娥五号电子设备的心脏，牢牢地稳定了嫦娥飞行的脉搏。各种类型的晶体元件，包括晶体振荡器和石英谐振器，为工程发射、测量和控制、在轨飞行、采样和返回提供稳定可靠的频率信号。
其中，高性能时钟晶振在我国探月工程中得到了广泛应用，是著名的“功勋”产品。在嫦娥五号任务中，它又成了多面手。从充当“千里眼、迎风耳”的通讯设备，控制嫦娥精确着陆的控制系统，到拍摄“广寒宫”的光电设备，控制嫦娥采样返回的控制系统，处处忙碌。为嫦娥五号在遥远的泰空实现“控”、“收井”、“返”提供了有力保障。
还有为嫦娥系列研制的某型抗冲击温度补偿晶体振荡器，具有频率精确、抗冲击的特点。这次嫦娥五号使用了几个这样的高精度抗冲击温度补偿晶体振荡器。这些温度补偿晶体振荡器都在“关键位置”，输出信号频谱干净，为嫦娥卫星信标提供了准确的信号，能够承受1500的重力加速度冲击，为最终定位提供准确的信号，保证嫦娥安全回家。
另一种高精度温度补偿晶体振荡器是带频率控制的“大咖啡”，可以输出更精确稳定的频率信号。据专家介绍，经过进一步的设计和工艺研究，嫦娥五号的性能指标、可靠性和频率稳定性都得到了很大的提高，工作温度范围提高了近一倍，具有良好的环境适应性。
依托首个月球土壤采样返回任务，二院25部交会对接微波雷达首次实现了月球轨道应用。
据25位专家介绍，研究所自主研发的月球轨道交会对接微波雷达是实现月球轨道交会对接和月球土壤转移的关键设备。用于精确测量嫦娥五号轨道飞行器与立管之间的相对位置和姿态，实现双向空空通信，引导两个航天器最终实现月球轨道交会对接，保证月球土壤采样的安全转移。
与地球轨道交会对接不同，月球轨道微波雷达交会对接是唯一的远距离测量手段，也是保证登高舱与月球轨道飞行器对接并将月球土壤样品转移到轨道飞行器的关键。
火箭发射后，微波雷达与嫦娥五号探测器一起飞行了大约7天，到达月球轨道。然后雷达主机和天线返回组件随轨道绕月飞行，转发器主机和转发器天线随上层组件落月，完成月球土壤采样。之后，升降器从月球表面起飞，进入绕月轨道，开始月球轨道的交会对接。
据专家介绍，微波雷达工作在交会对接阶段，从100公里左右开始，为导航控制子系统提供轨道器和立管之间的相对运动参数，进行双向空空通信，直到对接机构捕获并锁定立管，将立管中的月球土壤样品和容器转移到返回舱。
背着外骨骼真实版“钢铁侠”捧着嫦娥回家
嫦娥五号返航过程中，二院23所研制的两台测量雷达承担了高精度测量任务，为指挥控制中心提供了实时测量数据，为前方搜救提供了有效的目标着陆数据。
专家告诉记者，远离坠落区的雷达主要用于跟踪和测量从停电区到地面的距离。
嫦娥五号返回时，重新进入地球大气层，与周围空气体发生剧烈摩擦，导致返回器表面的高温高压电离气体层与地面监控站的通讯隔离。这个通讯中断的区域被称为“黑块”。
第二研究院23个研究所的研究人员基于10多年确保神舟系列飞船返回舱任务的经验，为“黑障区”雷达隐身做了充分准备，实时上报测量数据，预测返回舱着陆点，为飞船安全着陆后的第一次搜救奠定了坚实基础。
在回收任务结束时的跟踪测量雷达，在返回者的降落伞打开后开始测量目标。返航者进入返航轨道末端后，雷达通过被动定位系统实现返航者从开伞到着陆阶段的高精度定位，并提供全天候测量保障，从而为着陆点预测和返航者搜救提供及时准确的数据信息。
值得注意的是，嫦娥五号返回舱在预定地点降落后，二院206搭载的外骨骼帮助搜救恢复大队成功搜救返回舱。
“男朋友的力量”爆炸携带外骨骼，包括上肢助力模块和下肢助力模块，负重能力50 kg。外骨骼通过电动直驱助力模块和智能步态分析算法，配合上下肢关节施力，降低人体能耗。同时为穿着者提供上肢臂力、腰肌和臀大肌助推力，帮助穿着者承受更大的负荷，有效减轻手臂、腰部和臀部等部位的疲劳。适用于复杂地形下搬运重物。
携带外骨骼可以称之为国产“钢铁侠”的逼真版，负重能力50 kg，负重时可节省约60%的劳动力和30%的人体能耗，运动识别准确率达99.9%以上。不娇气，不怕冷，不怕湿，能在-40℃-70℃之间正常工作，最大耐湿度98%。标准可更换电池可在综合工况下连续工作4小时左右，可在恶劣的自然环境下完成嫦娥五号井的搜索和回收任务。
运输外骨骼不是“四肢发达，头脑简单”，可以智能感知穿戴者的肢体行为，实时自适应调整输出功率的大小和速度。它结构轻巧，穿脱方便，人机交互流畅友好，佩戴者复杂的运动行为不受限制。此外，其模块化设计便于紧急情况下的快速维护。
本次任务中，两名穿戴外骨骼搬运系统的搜救队员携带多套搜索装备，从直升机着陆点快速机动到返航者着陆点，并在返航者旁边插上鲜艳的五星红旗。
据专家介绍，佩戴外骨骼后，原本需要两个人携带的装备，可以由一个人单独完成，大大提高了一个人的负重机动性，降低了搜救人员的体力消耗。
同时外骨骼搬运还协助搜救回收大队在返回舱周围快速建立了应急通信、照明和电力保障系统，确保搜救回收任务快速、安全、高效完成，从而为整个嫦娥五号探月任务带来了圆满的结局。
来源:中国纪检监察报
