嫦娥五號(hào)全景相機(jī)正樣產(chǎn)品 西安光機(jī)所供圖
全景相機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái) 沈陽(yáng)自動(dòng)化所供圖
測(cè)速敏感器激光器 上海光機(jī)所供圖
11月24日，嫦娥五號(hào)成功發(fā)射。作為我國(guó)月球探測(cè)工程的發(fā)起者、參與者、實(shí)施者，中國(guó)科學(xué)院繼續(xù)牽頭論證提出科學(xué)目標(biāo)與有效載荷配置方案，承擔(dān)了地面應(yīng)用系統(tǒng)、有效載荷分系統(tǒng)、甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）測(cè)軌分系統(tǒng)和多項(xiàng)工程關(guān)鍵產(chǎn)品的研制任務(wù)，后續(xù)還將組織開(kāi)展科學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用研究。
中國(guó)科學(xué)院所屬國(guó)家天文臺(tái)、國(guó)家空間科學(xué)中心等14家研究院所承擔(dān)了嫦娥五號(hào)相關(guān)任務(wù)，為此次高難度任務(wù)提供了科技支撐。《中國(guó)科學(xué)報(bào)》綜合相關(guān)研究所消息，盤(pán)點(diǎn)了嫦娥五號(hào)上的“中科院出品”。
首個(gè)“月球樣品實(shí)驗(yàn)室”
作為探月工程五大系統(tǒng)之一的地面應(yīng)用系統(tǒng)，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)負(fù)責(zé)科學(xué)探測(cè)和樣品研究計(jì)劃的制訂，有效載荷在軌業(yè)務(wù)運(yùn)行管理，探測(cè)數(shù)據(jù)接收、處理、解譯和管理，月球樣品存儲(chǔ)、制備和處理，組織開(kāi)展探測(cè)數(shù)據(jù)與月球樣品的分析和研究。
目前，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)已建成國(guó)內(nèi)首個(gè)“月球樣品實(shí)驗(yàn)室”，為避免月球樣品受到地球大氣、水等環(huán)境污染做好了準(zhǔn)備，已具備“地外樣品”存儲(chǔ)、處理和分析的能力。
月球樣品返回地球后，地面應(yīng)用系統(tǒng)將與探測(cè)器系統(tǒng)完成月球樣品交接，在月球樣品實(shí)驗(yàn)室完成表取和鉆取樣品的解封、分樣和存儲(chǔ)。月球返回樣品經(jīng)初步測(cè)試分析、描述和建庫(kù)后，根據(jù)授權(quán)進(jìn)行發(fā)布，開(kāi)展長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)室研究。
“看”透次表層的“月壤結(jié)構(gòu)探測(cè)儀”
月壤結(jié)構(gòu)探測(cè)儀是嫦娥五號(hào)探測(cè)器上的有效載荷之一。它是一種基于嫦娥五號(hào)著陸器平臺(tái)的次表層穿透探測(cè)雷達(dá)，其任務(wù)是月球次表層結(jié)構(gòu)、月壤厚度的探測(cè)，并在鉆取采樣過(guò)程中提供信息支持。
類似“人眼”的全景相機(jī)
中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡(jiǎn)稱西安光機(jī)所）研制的全景相機(jī)為完成采樣區(qū)月表形貌和地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查而設(shè)計(jì)。全景相機(jī)由相距一定距離的兩個(gè)相機(jī)組成，通過(guò)類似“人眼”的探測(cè)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的立體成像。在繼承嫦娥四號(hào)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，嫦娥五號(hào)的全景相機(jī)針對(duì)月面高溫進(jìn)行了適應(yīng)性設(shè)計(jì)。
此外，西安光機(jī)所還承擔(dān)研制遠(yuǎn)攝相機(jī)和表取采樣裝置圖像處理單元任務(wù)。
全景相機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)
全景相機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制，主要完成科學(xué)探測(cè)、表取采樣區(qū)域成像、表取采樣過(guò)程監(jiān)視和協(xié)作等科學(xué)和工程目標(biāo)。通過(guò)多輪優(yōu)化迭代，研究人員解決了結(jié)構(gòu)體筋板加固、近乎各向同性鋪層等一系列復(fù)雜工藝問(wèn)題，通過(guò)了所有達(dá)標(biāo)試驗(yàn)，滿足了研制要求。
巨型“望遠(yuǎn)鏡”定位
作為探月工程嫦娥五號(hào)測(cè)控與回收系統(tǒng)的重要組成部分，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)牽頭的中國(guó)甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）網(wǎng)，將與現(xiàn)有航天測(cè)控網(wǎng)共同完成嫦娥五號(hào)探測(cè)器各飛行段的測(cè)定軌及定位任務(wù)。
我國(guó)VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)由北京站、上海站、昆明站和烏魯木齊站以及位于中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)的VLBI數(shù)據(jù)處理中心組成，分辨率相當(dāng)于口徑為3000多千米的巨大的綜合口徑射電望遠(yuǎn)鏡，測(cè)角精度可以達(dá)到百分之幾角秒。
先進(jìn)的光電載荷
中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱上海技物所）研制了月球礦物光譜分析儀、激光測(cè)距測(cè)速敏感器和激光三維成像敏感器等光電載荷。月球礦物光譜分析儀是探測(cè)器有效載荷之一，將對(duì)月球表面著陸采樣區(qū)進(jìn)行光譜探測(cè)和礦物組成分布分析。
上海技物所和中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡(jiǎn)稱上海光機(jī)所）共同開(kāi)發(fā)了三款激光應(yīng)用系統(tǒng)，包括測(cè)距敏感器、測(cè)速敏感器、三維成像敏感器。其中，測(cè)速敏感器是首次采用，旨在讓嫦娥五號(hào)著陸更加平穩(wěn)。上海光機(jī)所承擔(dān)了三個(gè)系統(tǒng)中的核心組件——激光器的研制。
多種關(guān)鍵材料
中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所承擔(dān)了熱控涂層、高溫抗氧化涂層、高溫隔熱屏、發(fā)動(dòng)機(jī)包覆材料、柔性薄膜熱控涂層及組件、耐燒蝕天線透波窗，以及大尺寸二氧化碲晶體、壓電陶瓷等關(guān)鍵材料的研制。
中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研制出鎂合金防腐導(dǎo)電性鍍層。早在2010年，該科研團(tuán)隊(duì)攻克傳統(tǒng)鎂合金防護(hù)涂層無(wú)法同時(shí)滿足防腐和導(dǎo)電的難題，研制出鎂合金表面防腐導(dǎo)電功能一體化涂層，已在嫦娥三號(hào)上得到應(yīng)用。圍繞海南文昌“高溫、高濕、高鹽”發(fā)射環(huán)境給嫦娥五號(hào)帶來(lái)的新挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)經(jīng)大量嘗試及優(yōu)化，最終研制出了滿足新環(huán)境的鎂合金防腐導(dǎo)電性鍍層。
中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱上海有機(jī)所）提供了陀螺儀專用浮液和有機(jī)熱控涂層。作為我國(guó)研制及批量生產(chǎn)高比重、高黏度、陀螺專用氟油的重要單位，上海有機(jī)所已在生產(chǎn)過(guò)程中建立了獨(dú)立、自主、完備的技術(shù)參數(shù)體系和研制生產(chǎn)體系。有機(jī)熱控涂層用于航天器外表面，以應(yīng)對(duì)太空工作的極端空間熱環(huán)境。
（本報(bào)記者甘曉綜合整理）
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2020-11-25 第1版 要聞)
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