“护身符”“大脑”动力源以及照明设备、重力开关均出自510所
研制组人员在光学实验室对照明模块进行性能测试
大西北网11月4日讯 10月24日2时整嫦娥五号试验器搭乘长征三号丙运载火箭发射并成功入轨，11月1日6时42分，再入返回飞行试验返回器在预定区域顺利着陆，标志着我国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功。据了解，嫦娥五号试验器返回舱的“护身符”——单向泄压阀是由中国航天科技集团公司五院510所研制的，不仅如此试验器的“大脑”动力源——电源模块，让返回器“喊得响听得见”的重力开关以及照亮归乡之路的服务舱照明设备也出自510所。
攻坚克难
成功研制试验器返回舱“护身符”
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。510所载人机电研究室在接到任务后，迅速成立研制组，面对严格的技术指标和严苛进度的要求，沉着冷静应对，做出了扎实的设计工作，为圆满完成研制任务打下了坚实的基础。
项目主管设计师孙晋川介绍说，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，为未来嫦娥五号再入返回地球的气动、制导、防护、轨道设计等关键技术积累经验。
保证“大脑”动力源
精心打造高可靠电源模块
电源模块是嫦娥五号试验器上“大脑”的动力源，整星所有遥控指令都需要通过它发出。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。为实现该任务，电源模块必须具备比较宽的自适应输入电压能力，经过努力攻关，最终实现了从17V一直到32V，均可按任务要求即时调节。与此同时，研制人员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。它连接星上指令母线，整星所有遥控指令都需要通过它发出，是星上“大脑”的动力源。为确保指令清晰无误，该电源发指令时为持续几十毫秒的负载电流，指令停止时接近完全空载。这种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。
重力开关
让返回器“喊得响听得见”
重力开关属于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。为此，要保证落地后天线发射信号的强度，就要确保用于发射的天线相对水平面朝上。由于返回器落地后姿态不确定，所以其上搭载了成对天线，以确保有一副天线水平面朝上，便于信号发射和搜寻。
510所空间微重力测量技术研究室负责人告诉记者，他们组建了专业研制队伍，历经两年艰苦攻关，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。而为确保产品功能和有效性，研制团队在敏感轴方向设计过程中，使用数学方法推导了返回器翻滚和倾斜工况下的天线及敏感轴指向角度计算公式；同时结合返回器三维模型，模拟落地翻滚及倾斜过程，实测天线及敏感轴指向，进行验证。通过设计、模拟试验以及空投试验的验证，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。
照亮归乡之路
试验器服务舱照明设备大放异彩
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。总体单位在任务论证过程中发现该问题后，510所快速反应并积极配合论证，最终争取到服务舱照明设备研制任务。为了降低深空空间特殊环境对产品可靠性及寿命的影响，研制团队随即开展关键技术攻关，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。
主管设计师杨军介绍说，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，为今后在轨长寿命、高可靠的固态照明设备研制积累了宝贵的经验。
(责任编辑：鑫报)
