長(cháng)征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，嫦娥五號探測器踏上奔月之旅（國家航天局供圖）

11月24日，我國在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(cháng)征五號遙五運載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號探測器，火箭飛行約2200秒后，順利將探測器送入預定軌道，開(kāi)啟我國首次地外天體采樣返回之旅。

國家航天局探月與航天工程中心副主任、探月工程三期副總設計師、嫦娥五號任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇表示，嫦娥五號任務(wù)有望創(chuàng )造5個(gè)“中國首次”，一是地外天體的采樣與封裝，二是地外天體的起飛，三是月球軌道交會(huì )對接，四是攜帶樣品高速地球再入，五是樣品的存儲、分析和研究。

中科院上海分院“五朵金花”——中科院上海技物所、中科院上海光機所、中科院上海天文臺、中科院上海硅酸鹽所和中科院上海有機所再次拿出各自“法寶”，助力嫦娥五號此次探月之旅。

光電載荷助力嫦娥五號開(kāi)展月球采樣返回任務(wù)

按計劃，嫦娥五號將實(shí)施我國首個(gè)無(wú)人月面取樣返回任務(wù)。中科院上海技物所負責研制嫦娥五號月球礦物光譜分析儀、激光測距測速敏感器和激光三維成像敏感器。月球礦物光譜分析儀是探測器有效載荷之一，將對月球表面著(zhù)陸采樣區進(jìn)行光譜探測和礦物組成分布分析。激光測距測速敏感器、激光三維成像敏感器是姿態(tài)控制（GNC）分系統的重要單機，是探測器能夠成功軟著(zhù)陸月球表面的重要技術(shù)保障。激光測距測速敏感器將在探測器著(zhù)陸月面時(shí)提供遠程距離和速度信息，有望實(shí)現國際首次在月球探測器軟著(zhù)陸階段使用激光多普勒測速技術(shù)進(jìn)行三個(gè)正交方向速度測量。激光三維成像敏感器將在探測器懸停時(shí)提供月面著(zhù)陸區的精確三維圖像。

中科院上海光機所承擔了兩個(gè)系統中的核心組件——3臺激光器的研制。在承擔嫦娥三號、四號相關(guān)工作的基礎上，嫦娥五號上有兩款激光器實(shí)現了技術(shù)繼承和升級：測距模塊用激光器從環(huán)月階段開(kāi)始工作，通過(guò)大能量、窄脈寬激光來(lái)測量著(zhù)陸器和月面的距離；三維成像敏感器激光器是在著(zhù)陸器懸停時(shí)，利用高重頻、窄脈寬脈沖激光瞬時(shí)對月面實(shí)施高精度三維成像，為選擇精確的著(zhù)陸點(diǎn)提供依據；激光器在減重20%的同時(shí)，滿(mǎn)足了嫦娥五號更苛刻的振動(dòng)力學(xué)要求。

為了讓嫦娥五號著(zhù)陸更加平穩，首次在著(zhù)陸器上增加了測速模塊，中科院上海光機所設計了首個(gè)在著(zhù)陸器上使用的窄線(xiàn)寬光纖激光器，實(shí)現了窄線(xiàn)寬（kHz量級）、低強度噪聲的激光輸出，從落月階段開(kāi)始工作，通過(guò)探測激光回波的頻率信息來(lái)測量著(zhù)陸器相對月面的速度，實(shí)現了空間應用系統從能量探測模式向頻率探測模式的開(kāi)拓。

3款激光器從遠至近陸續開(kāi)啟，從繼承到開(kāi)拓，為嫦娥五號任務(wù)的順利完成提供強有力支撐，為國家的深空探測和空間科學(xué)做出貢獻。

VLBI測軌分系統為嫦娥五號探測任務(wù)保駕護航

作為探月工程測控與回收系統的重要組成部分，中科院上海天文臺牽頭的中國甚長(cháng)基線(xiàn)干涉測量（VLBI）網(wǎng)將與現有航天測控網(wǎng),共同完成嫦娥五號探測器各飛行段的測定軌及定位任務(wù)。

VLBI是一項高精度測角技術(shù)，在月球與深空探測器快速、高精度定軌和定位方面，有著(zhù)不可或缺的重要作用。我國的VLBI測軌分系統由北京站、上海站、昆明站和烏魯木齊站以及位于上海天文臺的VLBI數據處理中心（VLBI中心）組成。這樣一個(gè)網(wǎng)所構成的望遠鏡分辨率相當于口徑為3000多千米的巨大的綜合口徑射電望遠鏡，測角精度可以達到百分之幾角秒。

在嫦娥五號任務(wù)中，VLBI將參與探測器地月轉移段、近月制動(dòng)段、環(huán)月飛行段、著(zhù)陸下降段、月面工作段、動(dòng)力上升段、交會(huì )對接段、環(huán)月等待段和月地轉移段等9個(gè)飛行段探測器的相對差分單項測距（ΔDOR）測量及探測器的軌道確定和預報；確定月面著(zhù)陸點(diǎn)及月面起飛點(diǎn)的精確坐標，軌道器與上升器交會(huì )對接遠程導引，月地轉移段的軌道器與返回器分離點(diǎn)預報等。

為完成月球距離交會(huì )對接段的軌道器與上升器的動(dòng)態(tài)雙目標精確測量，VLBI采用了新的動(dòng)態(tài)雙目標同波束測量方式，VLBI中心采用全新設計的動(dòng)態(tài)雙目標數據處理與測定軌系統，觀(guān)測站配置了新型多比特記錄傳輸一體化VLBI終端。在任務(wù)前，利用VLBI仿真數據，演練了從月面起飛到交會(huì )對接過(guò)程的VLBI測量關(guān)鍵步驟，為嫦娥五號的VLBI測軌定位工作做了充分的準備。

在本次任務(wù)中，VLBI測軌分系統通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新，不斷提高測定軌技術(shù)能力，將在后續的三個(gè)多星期時(shí)間里，日月伴隨嫦娥五號，為其艱辛的旅程保駕護航，努力為嫦娥五號的圓滿(mǎn)成功及我國首次月面采樣返回做出應有的貢獻。

多項關(guān)鍵材料保障“嫦娥五號”探測器可靠運行

在此次航天任務(wù)中，中科院上海硅酸鹽所承擔了熱控涂層、高溫抗氧化涂層、高溫隔熱屏、發(fā)動(dòng)機包覆材料、柔性薄膜熱控涂層及組件、耐燒蝕天線(xiàn)透波窗，以及大尺寸二氧化碲晶體、壓電陶瓷等關(guān)鍵材料的研制。

中科院上海有機所研制的陀螺儀專(zhuān)用浮液和有機熱控涂層，在這次航天任務(wù)中，保證了嫦娥系列探測器的可靠運行。液浮陀螺儀是慣性導航系統中應用極為廣泛的一種陀螺儀，具有精度高、可靠性高、環(huán)境適應能力強等優(yōu)點(diǎn)，適用于飛機、航天器、空間站等的導航和航姿系統中。有機熱控涂層就像能調控溫度的衣服穿在航天器和儀器的外表面。在嫦娥系列探測器上，同樣使用了上海有機所研制生產(chǎn)的有機熱控涂層，這些涂層為航天器的正常工作溫度環(huán)境保駕護航。

中科院上海有機所是我國研制及批量生產(chǎn)高比重、高粘度，陀螺專(zhuān)用氟油的重要單位，同時(shí)也是我國系統研制有機熱控涂層的重要單位。值得一提的是，有機熱控涂層研制組是上世紀60年代為滿(mǎn)足我國第一顆人造衛星“東方紅一號”研制而成立的。

來(lái)源：中國科學(xué)報