6月6日14时48分,嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体,完成月球轨道的交会对接,并于15时24分将月球样品容器安全转移至返回器中。
由三院研制的高精度加速度组合石英挠性加速度计及I/F转换电路组成的“惯测小分队”,一路以稳定可靠的表现为“嫦娥六号”的“月背征途”稳住速度。
组合“队长”守护“太空接力”
本次探月之旅中,交会对接阶段主要实施加速度测量的高精度加速度计组合是这支“惯测小分队”中的“队长”,它应用在“嫦娥六号”轨道器上,采用六轴伞状加速度计组合设计,任务可靠度高。凭借高精度、高可靠性的优异表现,它一路上帮“嫦娥六号”稳住飞行速度,并扛起了交会对接阶段精准测速的大旗。
此次任务,组合“队长”主要承担“嫦娥六号”在地月转移、环月飞行、月球轨道交会对接和月地转移阶段的平动加速度测量,以实现对探测器沿轨道飞行和交会对接过程中平稳、准确的机动控制。
专家表示:“要实现自动交会对接,需要以非常精确的控制来确保轨道返回组合体与上升器之间的相对速度尽可能小,而加速度反映的恰恰是速度变化的情况。相对探测器升空过程中的最大加速度,交会对接时的加速度只有其百万分之一的量级,我们研制的高精度加速度计组合就能够实现对这种微小加速度的精准测量。”
据介绍,这已经是该组合第四次陪伴“嫦娥”远赴月宫。从“嫦娥三号”开始,它就以完美的表现助力“嫦娥三号”“嫦娥四号”“嫦娥五号”历次任务圆满成功。而随着探月工程任务的不断进展,在后续任务中,全新的加速度计组合设计也将随“嫦娥”迈入新的征程。
“金牌搭档” 保障全程加速度
“小分队”中的石英挠性加速度计和I/F转换电路是一组“金牌搭档”,在此次任务中,这对“金牌搭档”“承包”了“嫦娥六号”月宫之旅全程各关键阶段的加速度测量任务——不仅在高精度加速度计组合产品中应用,还在着陆上升组合体和返回器的IMU(惯性测量单元)中扮演关键角色。
作为加速度测量的核心器件,这对搭档可谓是功勋神器,曾先后多次助力载人航天工程及探月工程任务,连战连捷。
石英挠性加速度计是敏感加速度的关键传感器,I/F转换电路则能够将加速度计输出的电流信号转换为适合计算机处理的数字脉冲信号。由于在探测器的不同部分承担的任务各不相同,研制团队分别为加速度计配备了不同量程的I/F转换电路。“信号转换的过程就像是用天平和砝码给信号‘称重’,加速度变化量大电流信号变化量也大,则需要使用大的‘砝码’”,I/F转换电路主任设计师这样比喻。
在交会对接和轨道控制过程中,轨道器加速度的变化量不大,团队采用小量程的转换电路,能够在同等条件下提供更高精度的加速度测量信息,以实现对探测器更加精准的速度控制;而在月球着陆和返回再入阶段,加速度变化量大,则采用“砝码较大”的大量程转换电路,满足对加速度信息的完整覆盖,确保“嫦娥”飞行全程的速度变化在实时掌握中。