中国航天科技集团公司五院510所造“护身符”伴飞嫦娥5号试验器
照明灯模拟试验。 本报记者 武永明 摄
经过漫长而充满艰险的返回征程，中国探月工程三期再入返回飞行试验器的返回器于11月1日成功在着陆区预定区域降落，这标志着中国探月工程首次实施的再入返回飞行试验取得圆满成功，而嫦娥“五妹”试验器的“护身符”——返回舱单向泄压阀、可靠星用电源模块，以及照亮返回器“回家”之路的服务舱照明等关键设备均出自中国航天科技集团公司五院510所。
嫦娥五妹试验器“护身符”兰州造
据了解，嫦娥五号试验器主要由服务舱和返回舱组成，返回舱是新研产品，肩负着试验再入返回的关键任务。由于再入段热防护需求和返回器结构质量的限制，返回器很难按照密封条件进行设计，须在返回器中设置单向泄压阀，一是保证在发射段返回舱内外压差在合理范围内，二是确保在再入返回段返回舱能密封防热。
嫦娥五号试验器返回舱单向泄压阀，是我国首次运用单气道情况下纯弹性元件自主动态控制的泄压机构作为舱体压力控制装置进行飞行试验，为我国航天器舱体压控的研制积累了大量单向性泄压性能试验的原始数据和多种不同方向论证的宝贵设计经验。
由于返回舱单向泄压阀在整个飞行任务中全程动态工作，研制难点多。比如，在发射段不同的飞行时间点要能够精确控制返回舱压差在规定的数值内；在再入返回段，要能够有效密封，防止返回大气层时的串火现象伤害舱内仪器。研制团队针对难点，通过艰苦攻关一一攻克了阀门开口与泄压能力、弹性元件设计与泄压能力、流导气道与泄压能力、防强振动式紧密密封技术等综合交叉技术难点，为单向泄压阀任务的成功研制扫清了障碍，并高质量完成任务。 精心打造高可靠的星用电源模块
在嫦娥五号试验星中，510所二次电源事业部具体承担卫星服务平台供配电总体电路分系统、供配电分系统和数传分系统DC-DC模块的研制工作，涉及5种规格16块DC-DC模块。本次研制的DC-DC模块是在继承嫦娥一号、二号卫星技术要求的基础上，针对嫦娥五号试验星的任务特点做出了相应的调整，并直接投产正样产品。
据介绍，供配电分系统所用的D型DC-DC模块电源是星上关键单机。研制团队经过攻关，通过采用磁隔离反馈控制方式和Droop法均流变换技术，实现了主备份电源模块热备份均流输出，减小了单模块的供电应力，大大提高了冗余供电模块的可靠性。
为供配电总体电路配套的E型DC-DC模块，是另一个重要的关键单机。其工作模式要求电源模块具备出色的瞬态响应能力，研制人员通过采用电流型双环控制方式，大幅提升了环路稳定性，实现了任务要求。
照亮嫦娥五号“回家”之路
嫦娥五号飞行试验器再入返回过程中，服务器与返回舱需要脱离，该过程在地球阴影区进行，此时摄像机由于没有环境光，地面无法实时观测分离进程，必须在地球阴影区为摄像机配置拍摄分离过程的照明设备。
服务舱照明设备设计难点主要集中在照明设备的深空环境适应性上。为了降低深空空间特殊环境(包括大范围温度变化、紫外辐照、总剂量辐照等)对产品可靠性及寿命的影响，510所载人机电室照明及驱动研制团队先后突破了深空探测用二次光学系统设计、舱外照明灯在轨热控设计、敏感器件抗力学环境设计等技术难点。其中金属材质CPC光学系统为国内首次应用于空间飞行任务，开创了该领域的先河，其冷处理工艺方法已申报国防专利。
嫦娥五号飞行试验器服务舱照明设备的研制是我国深空探测飞行试验首次采用大功率固态照明系统作为光源支持，首次采用金属CPC光学系统进行飞行试验，为今后轨长寿命、高可靠的固态照明设备的研制积累了宝贵的经验，也将510所的照明设备研制水平提高到新的层次。
让嫦娥五号返回器喊得响、听得见
重力开关是嫦娥五号试验星返回舱测控与通信子系统单机产品，该产品承担两大主要功能，一是在返回器返回过程中发射回收信标信号；二是在返回器落地后，发射回收信标信号和国际救援信号，用于返回后的快速搜救。
重力开关在探月任务中属于首次应用，其切换策略和敏感轴方向设计的正确性，是关系整个产品功能实现与否的关键，这些需要在地面研制过程中进行充分的试验验证。510所空间微重力测量技术研究室承担此项目后，先后完成了工程样机、初样电性件、初样鉴定件以及正样产品的研制，2013年底正样件顺利交付。
通过设计、模拟试验以及空投试验的验证，充分证明了重力开关的切换逻辑和敏感轴设计的正确性，保证了产品功能的实现，为返回后搜救任务提供了强有力支撑。(记者武永明)
原文标题：兰州造“护身符”伴飞嫦娥5号试验器
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