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嫦娥五号成功落月,电源如何保障

         北京时间12月1日23:10:31,嫦娥五号着陆器顺利落月,成功降落在月球西北方的目标着陆点,成为我国第三个成功登月的着陆器。北京时间12月2日4时53分,嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成月球钻取采样及封装。



      在此次执行任务的着陆器+上升器组合体中,我所承担了电源产品研制工作,高可靠、高效率地保障落月及月面采样等工作。


锂离子蓄电池组:落月的15分钟,我来守护

      嫦娥五号着陆器+上升器组合体锁定目标着陆点后,从200公里轨道高度逐渐降低轨道高度直至顺利降落,全程持续15分钟。这关键的15分钟,着陆器的太阳翼逐渐收拢,由锂离子蓄电池组为两器供电。



      “肩负重任”的锂离子蓄电池,如何最大效率地保障落月?比能量是锂离子蓄电池的重要性能指标之一,数值越高,单位体积或重量可以存储的能量越多。研制人员攻克重重难关,通过大量的工艺试验,采用新的电极材料、新的材料配比,经过8个月的努力,将蓄电池的重量比能量提高至195Wh/kg。这个数值,为目前航天用锂离子蓄电池比能量最高值。


太阳电池:最佳时间段,使命必达

      选在午夜23点左右落月,是经过精心测算的。此时,嫦娥五号的着陆地点正迎来“月午”,温度最高,阳光最强,有助于太阳帆板获得充沛电能。

      有了最佳时间段,太阳电池也必须“不负众望”,努力提高自身的能源供给能力,满足探测器能源需求,助力嫦娥五号“绕、落、回”的终极目标。



      为了提高太阳电池阵的发电功率,811所研制人员克服了基板面积小,且奇形怪状等困难,打破常规思路,采用多种尺寸的电池进行混合布片,让布片效率比常规产品高了5%-10%,达到了91%以上,确保贴片面积达到最大化。同时,采用了比嫦娥三号和嫦娥四号更高光电转换效率的太阳电池。


研制人员:每一个重要节点,我们都在

      此时此刻,在北京飞控中心,还有一群我所科研人员,夙夜匪懈,为嫦娥五号保驾护航。

      他们是电源控制器设计师郑磊、张俊亭、宋楠、周健、周坤、邢航航,锂离子蓄电池组设计师王晓锐、李张峰,太阳电池电路设计师陈城、王文强、李健,嫦娥五号执行落月任务时,他们与所长朱凯、副所长刘勇及型号技术负责人徐泽峰共同见证了这一重要时刻。



      他们中,一些人早在10月份就已在北京飞控中心就位,制作在轨期间遥测监视页面、根据飞行程序进行不同阶段飞行演练、完成故障预案协同修改等,一切的工作,都是为后期探测器在轨过程做好精心细致的准备,应对整个飞控过程中的多种情况。

      还有一些人,在11月24日嫦娥五号发射后,立马从海南转场北京,在嫦娥五号的飞行阶段开展24小时不间断测试。



      嫦娥五号探测器任务具有“三多”特点:11个飞行阶段、6种组合体状态、5次分离状态,动作多且时间紧凑。每一个重要节点,身在飞控中心的研制人员都需提前制定好策略,在任务执行时开展电源的遥测数据的检测,实时进行能量平衡复查和预测等。而嫦娥五号的关键节点,无论是发射、组合体分离、落月等,都选在了夜深人静的午夜或凌晨。不论在何时,在北京飞控中心,我们连轴工作24小时,或是36小时的研制人员始终精神抖擞,目光紧锁屏幕,继续着他们自型号研制这十年来的坚持不懈,书写中国人探索浩瀚宇宙的崭新篇章。

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