探测器|月亮之上嫦娥起飞_起飞|样品|表采|组件|月亮|月面

12月2日，嫦娥五号探测器在月球表面自动采样。（新华社发国家航天局供图）

航天科技人员在北京航天飞行控制中心监测嫦娥五号上升器工作情况。（新华社采访人员金立旺摄）

嫦娥五号上升器月面点火瞬间模拟图。（新华社发国家航天局供图）

首飞
五星红旗铺展映照
“嫦五”上升器月面点火
新华社北京12月3日电（采访人员胡喆）采访人员从国家航天局获悉， 12月3日23时10分，嫦娥五号上升器月面点火， 3000牛发动机工作约6分钟后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。
【探测器|月亮之上嫦娥起飞】专家介绍，与地面起飞不同，嫦娥五号上升器月面起飞不具备成熟的发射塔架系统，着陆器相当于上升器的“临时塔架” ，上升器起飞存在起飞初始基准与起飞平台姿态不确定、发动机羽流导流空间受限、地月环境差异等问题；此外，由于月球上没有导航星座，上升器起飞后，需在地面测控辅助下，借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿。
点火起飞前，着上组合体实现月面国旗展开以及上升器、着陆器的解锁分离。此次国旗展开是我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示” ，根据回传影像显示，五星红旗在阳光照耀下， “中国红”格外鲜艳。
点火起飞后，上升器经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段，进入预定环月飞行轨道。随后，上升器将与环月等待的轨返组合体交会对接，将月球样品转移到返回器，后者将等待合适的月地入射窗口，做好返回地球的准备。
巧取
“嫦五”探测器克服“烤验” 月面自动采样封装
新华社北京12月3日电（采访人员胡喆）采访人员3日从国家航天局获悉， 12月2日22时，经过约19小时月面工作，探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。
采样和封装过程中，科技人员在地面实验室根据探测器传回数据，仿真采样区地理模型并全程模拟采样，为采样决策和各环节操作提供了重要依据。着陆器配置的月壤结构探测仪等有效载荷正常工作，按计划开展科学探测，并给予采样信息支持。
自动采样是嫦娥五号任务的核心关键环节之一，探测器经受住超过100摄氏度的月面高温考验，克服了测控、光照、电源等方面的条件约束，依托全新研制的地外天体样品采集机构，通过机械臂表取和钻具钻取两种方式分别采集月球样品，实现了多点、多样化自动采样。
其中，钻具钻取了月面下的月壤样品，机械臂则在末端采样器支持下，在月表开展多种采样。为确保月球样品在返回地球过程中，保持真空密闭以及不受外界环境影响，探测器在月面对样品进行了密封封装。
嫦娥五号探测器配置了降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷，能够在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。探测器钻取采样前，月壤结构探测仪对采样区地下月壤结构进行了分析判断，为采样提供了数据参考。
助力
“嫦五”“挖土”采样西安智造助其一“臂”之力
本报讯（采访人员关颖）我国首次月面采样任务顺利完成，位于西安的航天科技四院为嫦娥五号采样任务助一“臂”之力。
嫦娥五号探测器采样“挖土套装”之一——用于表取采样的表采式机械臂机构，俗称“挖土铲” ，它可以360度无死角可视化操作，臂的末端一头是一个小铲子，一头是浅表钻，可以轻松完成铲挖、浅钻、拾取这些动作，在我国地外天体上是首次使用。那么表采式机械臂是如何发力的呢？这就要依赖于航天科技四院401所微特电机事业部研制的表采关节臂电机组件。如同人体手臂乃至手掌的力量来自肱二头肌、肱挠肌、掌肌等一样，机械臂各个关节的力量就来自于安装在关节处的4台表采关节臂电机组件。该电机组件首次攻克了静磁力矩作为制动力矩使用、永磁材料高低温性能变化应用等技术难题，为我国首次月面采样返回提供了必不可少的动力。
月球表面的真空环境、巨大的昼夜温差、没有大气保护的宇宙辐射，这些来自月球的考验，都对这个提供动力源的关键组件提出了严苛的要求。电机组件要劲大、极度耐寒和耐热、轻巧……他们自主提出了双绕组电机组件方案，两套绕组在同一壳体内完全电气隔离，独立工作，为任务完成上了“双保险” 。
首次在宇航任务中提出静磁力矩作为制动力矩方案，省去制动器环节，电机变得更小更轻。为了控制电机组件整体重量，将钢材做结构件替换成铝合金，同时克服了铝合金线膨胀系数大导致的内应力问题。为了让电机组件适应月球表面的极端温度，对-100℃到200℃温差变化下永磁电机组件的性能变化，不断进行资料收集、分析、仿真、论证、调整，直至最终满足覆盖整个任务周期。研制团队将宇航用旋转变压器的出线由焊接延长引线改为直接出线，消除了焊接带来的断裂隐患，避免了任何一个小概率事件发生。