太空抱爪！揭秘中国月球“取货”背后的关键“牵手”

效果图 来源：中国航天科技集团八院

中新网上海12月6日电(郑莹莹 郭超凯 王玓瑭)北京时间12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接，并于6时12分将样品容器安全转移至返回器中。这是中国首次实现月球轨道交会对接。

要顺利接到月球“‘土’特产”，并非易事。中国航天科技集团有限公司八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说，“我们在嫦娥五号上采用了抱爪式对接机构，通过增加连杆棘爪式转移机构，实现了对接与自动转移功能的一体化，这些设计理念都是世界首创。”

“所谓‘抱爪’，形象地说，就像我们手握棍子的动作，两个方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中。”嫦娥五号轨道器技术副总负责人胡震宇介绍。

嫦娥五号探测器采用的对接机构，是由3套K形抱爪构成的，当上升器靠近时，只要对准连接面上的3根连杆，将抱爪收紧，就可以实现两器的紧密连接。

而轨道器和上升器对接完成后，还要进行一个重要动作，就是将上升器上装有月壤的样品容器转移到返回器中。

胡震宇介绍，连杆棘爪式转移机构，采用了一个非常巧妙的设计，“我们利用2套倒三角形构型的棘爪，通过4次伸缩，使得容器逐渐移动到返回器中。这个构型很像我们经常使用的扎带，相连后就只能单方向传递，只能前进不能后退。”

捕获、收拢、转移，看似简单的过程，但要在38万公里之外高速运行的飞行器上实现却远远没有那么简单。

“月球轨道相对于地球轨道有时延，时间走廊较小，这就对时效性要求非常高，必须一气呵成完成对接与转移任务。”对接机构与样品转移分系统技术负责人刘仲说。

他进一步解释，“对接全步骤要在21秒内完成，1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧。为此我们做了35项故障预案，从启动开始到交会对接，全部采用自动控制。”

八院工程研制单位从2011年就开始开展相关技术的攻关和工程研制，以突破轻小型弱撞击式对接、复杂接口自动样品转移、对接与转移一体化等关键技术。

刘仲介绍，团队构建了整机特性测试台、性能测试台、综合测试台、热真空试验台四大测试系统，先后进行了661次对接测试、518次样品转移测试，通过不断地测试、优化，确保自动对接与样品转移过程的万无一失。团队甚至在试验中故意加入小故障，让对接机构自动判别，进行故障排除，确保整个过程一气呵成、稳妥可靠。(完)