国际空间站里,主要依靠对接机构来实现更大吨位的飞行器组装。载人航天使用的对接机构学名叫异体同构周边式对接机构,在对接后可形成一个通道,方便航天员在其中穿行。与载人航天对接机构不同,嫦娥五号探测器采用抱爪式对接机构,由3套K形抱爪构成,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。
嫦娥五号取土归来的途中,上升器和轨道器完成了首次月球轨道交会对接,珍贵的月球土壤样品“包裹”得以转移至返回器内。轨道器就像在月球轨道环绕的“邮差”,勤勤恳恳地完成“打包”“装箱”后,迅速进入月地转移轨道执行隔空投送,将月壤样品捎回蓝色星球。
挑战重重的“月轨换乘路”
这次“交会对接”有多难?嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说,“世界首次月球轨道无人交会对接,可以说对此次任务成败起到决定性作用”。她介绍,单从交会对接与样品转移任务来看,可靠性是要求最高的,因为整个过程只能一次成功,没有第二次机会。为了保证它的可靠性,对接与样品转移机构做了多重冗余,仅仅对接验证试验,地面就模拟了数千次。同时,月球轨道相对地球轨道有时延,时间走廊较小,对时效性要求非常高。环月轨道的交会对接任务需要在21秒内完成,1秒捕获,10秒校正,10秒锁紧。样品转移任务接口多,环节多,过程复杂。