Nueva era·Nuevas capacidades｜Conquistando la parte trasera de la Luna: secretos del equipo de desarrollo de la sede del detector Chang’e-4

"El rover lunar de Chang'e 4 aparece a la vista". El 8 de junio, la NASA publicó la segunda imagen del Lunar Reconnaissance Orbiter del lugar de aterrizaje de Chang'e 4 de China y capturó el rover lunar. Vehículo explorador Yutu 2.

La exploración espacial nunca termina. El 11 de enero de 2019, la misión Chang'e-4 del proyecto de exploración lunar fue un completo éxito y, por primera vez, los humanos lograron un aterrizaje suave y un reconocimiento de patrulla en la parte posterior de la luna. En esta misión, el Departamento General de la Quinta Academia de la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China fue responsable del desarrollo general de la sonda Chang'e-4, así como del módulo de aterrizaje, el control térmico, la estructura y el mecanismo, la zona de aterrizaje y la zona de aterrizaje. subsistemas móviles, de control térmico y de operación remota. A la espera de trabajos de desarrollo. Durante el proceso de desarrollo, ¿qué dificultades técnicas superaron los miembros del equipo del departamento general? ¿Cómo trabajar juntos enérgicamente para completar la tarea con "cero excepciones"? ¿Qué experiencia inolvidable tuviste? Averigüemos uno por uno a continuación:

Experimento en la tierra de nadie de Dunhuang

¿Qué tan difícil es realizar un aterrizaje suave en la cara oculta de la luna?

Zhang Xi, director ejecutivo del proyecto de la sonda Chang'e-4, dijo a los periodistas que es mucho más difícil para la sonda aterrizar suavemente en la parte posterior de la Luna que en la parte frontal. La parte de la luna también está llena de montañas, el terreno es relativamente plano y es adecuado para el aterrizaje de sondas. Muchas sondas y astronautas lanzados por humanos han elegido estos lugares para aterrizar en la luna. La cara oculta de la Luna está cubierta de barrancos, cañones, cráteres y acantilados, lo que dificulta encontrar un lugar ideal para un aterrizaje suave.

¿Qué debes hacer si quieres alcanzar con éxito tus objetivos marcados? Ante la primera dificultad de alunizar el Chang'e-4 en la cara oculta de la Luna, el equipo de diseño general del detector de la Oficina General de Detección y Ciencia Espacial del Ministerio de Asuntos Generales, dirigido por el Director Zhang Xi, revisó una gran cantidad de Literatura e información nacionales y extranjeras, especialmente para Chang'e-2. Estudiamos e investigamos los datos lunares capturados por la sonda lunar y los datos de imágenes publicados por los Estados Unidos. Al mismo tiempo, consultamos con varios expertos aeroespaciales y. científicos relacionados para analizar exhaustivamente las características del suelo, las características e incertidumbres ambientales y la distribución de elementos en la cara oculta de la luna Múltiples rondas de detección e iteración.

Al final, en el terreno accidentado y complejo de la cara oculta de la Luna, Li Fei, el diseñador jefe general del módulo de aterrizaje, eligió las áreas de aterrizaje principal y de respaldo, que eran similares en planitud general. al área de Chang'e-3 Hongwan El origen del diseño maximiza la confiabilidad y seguridad del aterrizaje y resuelve el enorme problema de la selección de la zona de aterrizaje.

Prueba del campo exterior Chang'e-4

Campo de pruebas del campo exterior Chang'e-4

La prueba del campo exterior se eligió en el desierto en la zona deshabitada de ​​Dunhuang, "donde todos viven en tiendas de campaña y casas móviles, había mucha arena en la comida, y a menudo se podía escuchar a los lobos cuando dormían por la noche". Peng Song dijo que realizaron experimentos durante todo un mes en este entorno. .

Peng Song realiza pruebas experimentales en la tienda de campaña

La ingeniería del sistema detrás de "Steady Landing"

Para lograr la misión de detección, el módulo de aterrizaje debe tener múltiples habilidades: alas solares que pueden girar de manera flexible, patas acolchadas que pueden garantizar un aterrizaje seguro en la luna, una escalera colgante que puede colocar suavemente el vehículo lunar en la parte posterior de la luna, un brazo giratorio de cámara que puede ver en todas direcciones, y una antena de detección de varita mágica, etc. Estos mecanismos con diferentes funciones en el módulo de aterrizaje fueron desarrollados por el Equipo de Estructura y Mecanismo Chang'e-4 del Departamento General.

Entre estos mecanismos, el mecanismo de transferencia es la unidad clave de la sonda Chang'e-4, y asume la importante tarea de liberar el rover desde el módulo de aterrizaje a la superficie lunar. Sin embargo, el mecanismo de transferencia tiene una composición compleja e incluye ocho módulos funcionales, como escalera colgante, liberación lenta y despliegue. Cada módulo es un mecanismo pequeño. No es exagerado decir que forman un sistema al mismo tiempo. El mecanismo de transferencia también enfrenta duros desafíos, además de soportar diversas fuerzas y cargas térmicas, también debe someterse a pruebas en el entorno del polvo lunar.

¿Cómo hacer que un mecanismo tan complejo funcione de forma fiable en un entorno hostil?

El diseñador Li Xinli ha progresado gradualmente, desde la demostración de múltiples planos, el análisis de simulación y el análisis de fallas en la etapa de diseño hasta profundizar en la primera línea durante la etapa de procesamiento y ensamblaje para fortalecer el control de calidad; a la cuidadosa organización durante el proceso de prueba del sitio de lanzamiento. Fue el primero en pasar la prueba especial de la agencia... finalmente, asegurando que la agencia de transferencia transfirió con éxito el rover a la superficie lunar.

El rover Chang'e-4 Yutu-2 abandonó el módulo de aterrizaje

Chang'e-4 aterrizó de forma estable y fiable en la cara oculta de la Luna, gracias a los cuatro amortiguadores integrados y soportes en el mecanismo de amortiguación. El equipo de desarrollo de la zona de aterrizaje del módulo de aterrizaje del Departamento General comenzó a innovar de forma independiente desde que recibió la tarea de desarrollo y logró avances en varias tecnologías clave. El mecanismo del amortiguador de aterrizaje tiene un esquema de "retracción compensada y autocompresión" de derechos de propiedad intelectual completamente independiente, que no solo garantiza una retracción simple y un despliegue confiable, sino que también elimina la necesidad de puntos de compresión con la estructura principal del módulo de aterrizaje, simplificando así el sistema El trabajo de composición y montaje final sentó las bases para garantizar la calidad del montaje final del mecanismo de amortiguación de aterrizaje y su amortiguación fiable en la superficie lunar.

Se descubrieron "ligeros cambios" en los parámetros de la antena del radar antes de la "batalla decisiva"

El 31 de octubre de 2018 fue el día en que se instaló la antena direccional del módulo de aterrizaje Chang'e-4. Finalmente presionado con pirotecnia en el módulo de aterrizaje. Días apretados. El día anterior, justo después de la cena, cayó la noche y un viento frío soplaba fuera del edificio de colaboración del Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang. Más de 10 personas del equipo de desarrollo de la antena direccional del módulo de aterrizaje del Departamento General se sentaron alrededor de una pequeña mesa redonda en el vestíbulo del primer piso del edificio de colaboración y comenzaron la deducción "antes de la guerra" para la compresión final de la antena y la confirmación. de su estatus. Antes de esto, el equipo de desarrollo había llevado a cabo más de una vez la deducción de procesos, la clasificación de procesos y la predicción de problemas para la compactación final. Esta consulta es para reorganizar, refamiliarizar y reconfirmar el trabajo para el día siguiente.

Ha llegado el día del endurecimiento definitivo. Temprano en la mañana, el equipo de desarrollo llegó al área técnica y llevó a cabo inspecciones secuenciales de los elementos calefactores y termistores, la confirmación del estado antes de la rotación biaxial... hasta el prensado y dosificación final y la confirmación del estado final. calidad y cantidad, y el trabajo se completó a tiempo y sin problemas. El trabajo se completó, asegurando el progreso ordenado del trabajo en el sitio de lanzamiento del detector.

Miembros del equipo en la sala de control de vuelo del Chang'e-4

"Durante una prueba, encontramos un ligero cambio en un parámetro de la antena del radar y concluimos que puede haber Habrá algunos problemas." Shen Zhenrong, diseñador jefe del rover Chang'e-4, dijo que también encontró dificultades antes de que el rover saliera de la fábrica.

En este momento está muy cerca de salir de fábrica, pero la reproducción de todo el producto implica muchos eslabones, y tardará al menos tres o cuatro meses según el proceso normal. "Nuestra unidad de producción independiente funciona continuamente y la planificación y programación se organizan básicamente cada hora. Al final, el producto se volvió a poner en producción en menos de un mes y se desarrolló con éxito antes de entrar en el lanzamiento. sitio ". Shen Zhenrong dijo que la antena El rendimiento en órbita también es muy bueno y se obtiene la estructura en capas del suelo lunar en la cara oculta de la luna.

"Espero que mi trabajo nunca sea usado algún día"

Desde la sala AIT de la Ciudad Espacial hasta el sitio de verificación del aterrizaje, desde el campo interior del Edificio Lunar hasta el Torre Lunar a miles de kilómetros de distancia En el sitio de lanzamiento, el equipo de prueba integral de Chang'e-4 está ocupado en todas partes.

Para verificar completamente las funciones y el rendimiento del detector, el módulo de aterrizaje y el rover no solo necesitan completar las pruebas habituales de la nave espacial, sino también añadir una serie de pruebas especiales, lo cual es técnicamente difícil. y tiene un ciclo de prueba largo. Con este fin, el equipo de pruebas formuló varias rutas técnicas y trabajó con el sistema general y los subsistemas para superar todas las anomalías que ocurrieron en cada etapa.

Durante la misión de lanzamiento, dos recién casados, Qi Tianle y Ma Qianli, se pusieron al día con su boda. Mientras se preparaban para la boda, se preparaban para ir a trabajar y empacar su equipaje personal. Después de la boda, los dos no perdieron ni un día y volvieron a trabajar en el lugar de lanzamiento a la mañana siguiente. Ma Qianli superó dificultades como procedimientos de prueba complejos y mano de obra escasa, y completó de forma independiente la redacción de todos los detalles de la prueba para el dispositivo de patrulla y completó varias tareas de prueba mediante una transmisión de comando clara y una interpretación precisa de los datos.

Según Wen Bo, diseñador jefe adjunto del rover Chang'e-4, hay 116 planes de falla formulados para el rover en órbita, y hay cientos de planes especiales de varios tamaños en total. "Por ejemplo, en los sistemas móviles, hay hundimientos de ruedas, aumentos o descensos anormales de voltaje, corrientes anormales, aumentos o descensos repentinos de temperatura durante todo el período, etc. Tengo que pensar de antemano cómo abordar estos problemas".

"Afortunadamente, todo lo relacionado con el trabajo en órbita de Chang'e-4 ha transcurrido sin problemas hasta ahora y no se ha utilizado ningún plan de falla", dijo Wen Bo: "Espero que mi trabajo nunca se utilice". "(Yang Wenjia, sitio web de la Comisión Central de Inspección Disciplinaria y la Comisión Nacional de Supervisión)