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轨道器参与地月往返运输、器间分离、交会对接与样品转移等关键任务。在各器多次对接分离的过程中,连接稳固、分离可靠的连接解锁与分离关键技术,成就了嫦娥六号的从容飞天之旅。
嫦娥六号探测器是中国迄今为止最重的深空探测器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成。这四部分各司其职,轨道器承担地月往返运输任务,着陆器用于落月、采样封装、科学探测等,上升器将携带样品从月面起飞,返回器负责将月球“土特产”带回地球。
发射升空后,嫦娥六号轨道器的首要任务就是运输,它不仅需要具备强大的承载能力,承载各器进入月球轨道,护送月背采样;还要在月球轨道进行交会对接与样品转移,稳妥地完成月球样品的“接收”“装箱”,并安全“投递”回地球。
除了创新大承载复杂构型轻量化结构等关键技术外,嫦娥六号轨道器采用多次分离复杂构型,通过在太空中完成“分离—组合—再分离—再组合”的变形过程,灵活机动、“身轻如燕”地实现了地月往返运输任务。
飞行阶段多、器间状态多,轨道器必须携带足够的推进剂以及大量载荷,才能确保此次行程安全无虞;但受到探测器整器重量的约束,轨道器不得不解决高承载与轻量化之间的矛盾。
所谓的抱爪式对接,形象地说就像手握棍子的动作。嫦娥六号轨道器上配置了3套K形抱爪,只要对准上升器连接面上的3根连杆,通过将抱爪收紧,就可以实现两器的紧密连接,完成“太空牵手”。
捕获、收拢、转移,看似简单的过程,但要在月球轨道上高速运行的飞行器上实现,却远远没有那么简单。所幸,嫦娥六号不辱使命,在38万公里之外动作一气呵成,为完成人类首次月背采样返回任务又向前迈出坚实一步。
公海赌博嫦娥六号轨道器承担着地月往返运输的重要使命,在相距38万公里的地月之间完成月球样品的“空中接力”,是名副其实的“地月巴士”。
完成月背采样后,嫦娥六号上升器从月面起飞,在进入环月轨道后与绕月飞行的轨道器相遇。上升器和轨道器在月轨上的“浪漫牵手”,如果采用中国载人航天工程中的弱撞击式对接,那么仅有轨道器1/5重量的上升器就会面临被撞飞的风险。因此,嫦娥六号轨道器采用捕获式对接的方式,通过抱爪式对接机构,配合采用连杆棘爪式转移机构,确保月球样品容器可靠转移。
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