会月宫、转月壤，上海这个团体分别测试了661次和518次

嫦娥五号探测器在轨工作效果图 本文图片均由 中国航天科技集团八院 供图11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场用长征五号遥五运载火箭，成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

嫦娥五号作为探月工程三期任务的收官之战，将实现我国首次月球无人采样返回。在本次任务的诸多看点之中，人类首次月球轨道无人自动交会对接、样品转移无疑是最大的亮点之一，而实现这个过程的核心，就是由中国航天科技集团八院（上海航天技术研究院）研制的对接与样品转移机构。

上千次实验，只为太空交接不差分毫

根据计划，完成月壤样品的采集任务后，嫦娥五号上升器将携带月壤从月面起飞，与等候在月球轨道的轨道器自主交会对接，并将携带的样品容器转移至返回器。

嫦娥五号探测器在轨工作效果图八院专家表示，这一次的“交会对接”不同寻常。

嫦娥五号的对接机构必须小而精，其重量是载人航天对接机构的十五分之一，还要具备样品容器捕获、自动转移功能，重量更轻、精度更高、过程更稳。

中国航天科技集团八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花介绍，轨道器上的对接机构，由3套K形抱爪构成。

上升器携带月壤从月面起飞后，逐渐靠近轨道器，此时，轨道器上的爪子只要对准连接面上的3根连杆，将抱爪收紧，就可以实现两器紧密对接。

与对接舱、上升器分离后，轨道器将携带返回器进入月地转移轨道；在距离地球5000公里处与返回器分离，将返回器投送回地球。

“我们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。”对接机构与样品转移分系统技术负责人刘仲介绍，“我们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。”

减重3.6Kg：每克重量比黄金还贵

月球探测距离达40万km，火箭承载能力有限，要携带月壤采集样本返回，飞行器“重量“非常关键——减少1g所付出的代价，远比1g黄金还贵。

减重从工程图像与测量分系统上着手。

工程图像与测量分系统主任设计师吴红松介绍，这一系统肩负着探测器太阳翼天线展开、各次分离对接、月球采样样品容器转移等过程的监视任务，理论上至少需要13台摄像机。而按传统的设计，镜头、电路板等组合而成的一台摄像机，最轻的也要0.5Kg左右。

面对“不可能实现“的减重要求，系统采用了创新设计。

在空间维度，研制团队引入三维动画模拟仿真技术，通过“安装位置和视场角度”两个参数的多轮仿真迭代，最终确定了每个摄像机最小视场角和最优安装布局，保证单个摄像机至少可兼顾二个手型抱爪机构，且保证其中一个摄像机清晰监视月球样品容器转移全过程。

“别小看这一个位置的确认，设备安装在梯形对接舱上，面对布局受限且安装面存在高度差的困难，团队付出了一年的心血。”回忆起那段奋斗的日子副主任设计师叶盛还是感慨万千。

最终，分系统配套的摄像机由13台降至4台，总质量从原来的6.5Kg减重到2.9Kg。

为嫦娥奔月打造强劲电源，他们做到了

嫦娥能够赴月宫“探亲”，强劲的电源是她能在广袤太空中的重要支撑。

电源系统由电源控制器、锂离子蓄电池组及太阳电池阵组成。在嫦娥五号任务中，中国航天科技集团八院811所承担了轨道器、着陆器及上升器电源产品的研制任务，他们卯足了马力。

嫦娥五号电源产品技术负责人徐泽峰说，针对原先电路板集成密度不高的问题，团队经过多次试验，摒弃了当时国内卫星型号普遍采用的直插式工艺，首次采用了大规模表贴式工艺，引领了该技术在后续其他型号应用的新局面。

团队还实现了模块电缆的高度集成，大幅度减少了体积和重量。

对比嫦娥三号产品，原先的正面直插式工艺被换成了双面贴片，电路板集成密度大大提高；原先布满了密密麻麻导线的电路板，现在整齐地分布着寥寥几条清晰的线路；单机的模块数量则从原先的5个压缩为2个，体积达到了嫦娥三号控制器体积的1/3。这些技术，在后续实现了二十多个专利的授权。

经过8个月的努力，他们还将锂离子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。

“电源控制器比功率国内最高、国际领先，锂离子蓄电池航天应用比能量最高，太阳电池阵面积比功率国内最高”，这是他们交出的满意答卷。

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