三院“慣測(cè)小分隊(duì)”為嫦娥六號(hào)“太空接力”穩(wěn)住速度
發(fā)布時(shí)間:2024-06-07 信息來(lái)源: 中國(guó)航天科工三院

  6月6日14時(shí)48分,嫦娥六號(hào)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(huì)對(duì)接,并于15時(shí)24分將月球樣品容器安全轉(zhuǎn)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(jì)及I/F轉(zhuǎn)換電路組成的“慣測(cè)小分隊(duì)”,一路以穩(wěn)定可靠的表現(xiàn)為“嫦娥六號(hào)”的“月背征途”穩(wěn)住速度。


  組合“隊(duì)長(zhǎng)”守護(hù)“太空接力”

  本次探月之旅中,交會(huì)對(duì)接階段主要實(shí)施加速度測(cè)量的高精度加速度計(jì)組合是這支“慣測(cè)小分隊(duì)”中的“隊(duì)長(zhǎng)”,它應(yīng)用在“嫦娥六號(hào)”軌道器上,采用六軸傘狀加速度計(jì)組合設(shè)計(jì),任務(wù)可靠度高。憑借高精度、高可靠性的優(yōu)異表現(xiàn),它一路上幫“嫦娥六號(hào)”穩(wěn)住飛行速度,并扛起了交會(huì)對(duì)接階段精準(zhǔn)測(cè)速的大旗。

  此次任務(wù),組合“隊(duì)長(zhǎng)”主要承擔(dān)“嫦娥六號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移、環(huán)月飛行、月球軌道交會(huì)對(duì)接和月地轉(zhuǎn)移階段的平動(dòng)加速度測(cè)量,以實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)器沿軌道飛行和交會(huì)對(duì)接過(guò)程中平穩(wěn)、準(zhǔn)確的機(jī)動(dòng)控制。


  專家表示:“要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接,需要以非常精確的控制來(lái)確保軌道返回組合體與上升器之間的相對(duì)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(duì)探測(cè)器升空過(guò)程中的最大加速度,交會(huì)對(duì)接時(shí)的加速度只有其百萬(wàn)分之一的量級(jí),我們研制的高精度加速度計(jì)組合就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這種微小加速度的精準(zhǔn)測(cè)量?!?br>

  據(jù)介紹,這已經(jīng)是該組合第四次陪伴“嫦娥”遠(yuǎn)赴月宮。從“嫦娥三號(hào)”開(kāi)始,它就以完美的表現(xiàn)助力“嫦娥三號(hào)”“嫦娥四號(hào)”“嫦娥五號(hào)”歷次任務(wù)圓滿成功。而隨著探月工程任務(wù)的不斷進(jìn)展,在后續(xù)任務(wù)中,全新的加速度計(jì)組合設(shè)計(jì)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(duì)”中的石英撓性加速度計(jì)和I/F轉(zhuǎn)換電路是一組“金牌搭檔”,在此次任務(wù)中,這對(duì)“金牌搭檔”“承包”了“嫦娥六號(hào)”月宮之旅全程各關(guān)鍵階段的加速度測(cè)量任務(wù)——不僅在高精度加速度計(jì)組合產(chǎn)品中應(yīng)用,還在著陸上升組合體和返回器的IMU(慣性測(cè)量單元)中扮演關(guān)鍵角色。


  作為加速度測(cè)量的核心器件,這對(duì)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(wù),連戰(zhàn)連捷。

  石英撓性加速度計(jì)是敏感加速度的關(guān)鍵傳感器,I/F轉(zhuǎn)換電路則能夠?qū)⒓铀俣扔?jì)輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字脈沖信號(hào)。由于在探測(cè)器的不同部分承擔(dān)的任務(wù)各不相同,研制團(tuán)隊(duì)分別為加速度計(jì)配備了不同量程的I/F轉(zhuǎn)換電路?!靶盘?hào)轉(zhuǎn)換的過(guò)程就像是用天平和砝碼給信號(hào)‘稱重’,加速度變化量大電流信號(hào)變化量也大,則需要使用大的‘砝碼’”,I/F轉(zhuǎn)換電路主任設(shè)計(jì)師這樣比喻。

  在交會(huì)對(duì)接和軌道控制過(guò)程中,軌道器加速度的變化量不大,團(tuán)隊(duì)采用小量程的轉(zhuǎn)換電路,能夠在同等條件下提供更高精度的加速度測(cè)量信息,以實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)器更加精準(zhǔn)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(zhuǎn)換電路,滿足對(duì)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(shí)時(shí)掌握中。