航天电子和传感器助力“嫦娥四号”奔月路
 

      2018年12月8日凌晨2时23分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功将嫦娥四号探测器送上太空。

　　航天九院771所、13所、704所、772所、上海航天公司、郑州航天公司、航天光华公司等单位为此次任务配套了大量电子产品，接下来为大家做一个“全景展示”。

　　火箭 火箭最智慧的“大脑”

　　此次执行发射任务的长征三号乙运载火箭，它的“大脑”——箭载计算机由九院771所研制。箭载计算机能够有条不紊地完成箭体参数录取、飞行轨道计算、飞行轨迹误差修正以及控制指令的输出等多项负责的控制任务，指挥火箭顺利将“嫦娥四号”发射升空。

　　速率陀螺组合：火箭稳定好帮手

　　九院13所研制的速率陀螺组合是火箭的姿态敏感部件，主要用来测量火箭相对惯性空间的运动角速度(俯仰、偏航、滚动)，以便姿控系统确保火箭的稳定性。该产品是13所自主研制，开始于20世纪90年代，随后经过一系列的改进，产品可靠性得到很大提高，该产品经过长三甲系列火箭几十次飞行考核，其产品使用成功率达到100%。

　　激光惯组参与火箭制导

　　九院13激光导航公司研制的某型激光惯组是为火箭控制系统“双激光惯组+GPS”复合制导方案研制的控制系统惯性测量部件，为箭载计算机提供箭体坐标系的惯性测量信号，参与火箭的制导与稳定。

　　遥测传输系统助力嫦娥奔月

　　火箭测量遥测传输系统是一套大型的、复杂的、多功能数据分布式采集系统，九院704所配套的高码率系列产品，包括中心程序器、远置采编器、延时存储器、S波段数字发射机及S波段功放单元六类产品20台套，该系统功能多、产品多，使全箭的测点更为广泛，测量覆盖率高。大部分测量参数的采集均由此系统完成，包括完成速、缓变模拟参数的采集，完成不同类型数字量参数的采集，完成火箭起飞及飞行过程中实时图像下传，助力“嫦娥奔月”。

　　导航接收机：火箭方向盘

　　由九院704所研制的多星座导航接收机YP4-86B在双模GPS、GLONASS导航接收机的基础上增加了接收BD2卫星B1和B3信号的功能，主要完成高动态条件下卫星的跟踪锁定，与惯导构成组合导航系统用于制导控制，相当于火箭“方向盘”的重要部件，确保火箭入轨精度。

　　传感器变换器提升火箭感知力

　　九院704所为嫦娥四号的豪华座驾长征三号乙运载火箭的测量系统、控制系统、动力系统、附加利用系统等配套120项近380台件传感器变换器产品，这些两器产品虽然个头小，但是它们的身影遍布火箭全身，感知着火箭起飞前及飞行过程中环境参数及健康状况。有关注燃料加注情况，火箭“大油箱”是否加好，确保火箭的运载能力的推进剂加注液位传感器;有为火箭发动机提供燃料耗尽时命令发动机关机的耗尽关机液位传感器变换器，还有肩负着调控火箭飞行时燃料混合比例，以便“嫦娥四号”精确入轨的推进剂利用系统。

　　地面测控系统为火箭“健康”把关

　　九院704所参试的地面测控设备覆盖了任务各阶段，包括地面检测设备、地面测控系统、探测数据接收设备三大类。其中，地面检测设备应用于发射场厂房火箭检测，为火箭“健康”把关。

　　火箭发射的测量“标尺”

　　火箭发射前最后的“监测”和“瞄准”的智能水平垂直度调整设备是由九院郑州航天公司研制和生产。智能水平垂直度调整设备，可以简单的理解为火箭发射的测量“标尺”。把实时监测火箭姿态的各项数据准确无误传输到指挥控制中心，确保“长三乙”火箭以最佳姿态发射。

　　严慎细实，护航长征起飞

　　探测器 卫星着陆器的“指挥员”

　　“嫦娥四号”着陆器中数管分系统中，占据重要地位的系统管理单元，可实现星地通信、飞行过程中各设备的健康监测和任务执行管理、月球车的释放、月表探测任务的试行等重要功能。系统管理单元的核心部件CPU模块由九院771所负责研制。CPU模块是系统管理单元的“大脑”。它是系统管理单元的控制源头，负责控制各部分模块，使其正常运转。

　　打造“月球车”的“眼睛”

　　九院13所时代光电公司研制的嫦娥四号巡视器惯性测量单元是“月球车”的“眼睛”，用于感知月球车在月面巡视过程中的速度、姿态、引导月面行进，时代光电公司是“嫦娥四号”巡视器上唯一的惯性测量单元的承制单位。

　　“小芯片”的大作用

　　“小芯片”决定大成败，此次772所为嫦娥四号配套的产品包括总线控制电路，转换器电路，APS星敏感器时序驱动电路、APS星敏感器图像采集电路，以及11款54AC系列产品，对各个子系统节点之间核心数据交互和系统控制级联，实现飞行器姿态控制，完成信号驱动、信号整形、数据译码编码等发挥重要作用。

　　守护探测器“通信通道”

　　九院上海航天公司共为“嫦娥四号”探测器测控分系统和推进分系统研制生产了16台(套)单机及一项软件产品。其中测控分系统是所有航天探测器必备的重要系统之一，是探测器与测控地面站之间唯一的测控通信通道。

　　“嫦娥四号”在月面软着陆过程中使用的7500N变推力发动机将在落月过程中连续变推力工作，为探测器月面软着陆提供动力。九院上海航天公司研制的着陆器推进线路盒是星上控制分系统与执行部件的中间环节，通过接收控制分系统的指令，并根据这些指令按时准确地控制推进分系统各种阀门开关操作，并且能够正确地通过控制步进电机来完成对7500N发动机的变推力控制，同时将指令状态信息发送给控制分系统。

　　多系列连接器通“天路”

　　“嫦娥四号”月球探测器将到达没人去过的月球背面，是一次伟大壮举，对其自主生存能力和自主探测能力提出了更高要求，对各部件适应昼夜极热极冷环境提出了更大挑战。由九院郑州航天公司研制生产“嫦娥四号”月球探测器所用近两层、五大系列的电连接器,每一个插头、每一根导线、每一个焊点都关系到信号、电路传输的准确性，必须精益求精，方能搭建起嫦娥四号的“信息高速公路”。