原标题：嫦娥五号落月密码：一身真功夫！
来源：中央纪委国家监委网站
北京时间12月2日4时53分，探月工程嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装，目前正按计划进行表取采样。
为了采到2千克左右的月球样本，嫦娥五号需要解决不少难题，比如：落月时扬起层层月尘，迷住了“眼睛”怎么办？月面地形复杂，岩石坚硬，怎么能钻取样本？别担心，它提前练就了一身解难题的真功夫。
1.“火眼金睛”与“智慧大脑”——“外脑”“外眼”设计
表面上看，着陆器“背着”上升器软着陆到了月面，但实际上，落月过程中，着陆器请了外援，GNC系统工作和指挥过程都借助了“外脑”和“外眼”。
“外脑”和“外眼”分别是上升器月面起飞时要用的“最强大脑”中央控制计算机，以及通过“看星星”确定自己姿态的星敏感器。这是设计人员根据“上升器全程陪同着陆器”的实际想出的妙招，既节约成本，又减轻重量。
距离月面较近时，嫦娥五号的主发动机难免激起月尘，污染星敏感器，从而影响上升器月面起飞工作。“我们专门设计了盖子，在距离月面一定的高度时把星敏感器的镜头盖起来，我们称之为‘天黑请闭眼’。”五院技术专家告诉记者，待落月后月尘散去，再“通知”星敏感器打开盖子。这一睁一闭之间，着陆器和上升器组合体已经顺利着陆在月亮之上了。
2.稳稳一落多靠“腿”——着陆缓冲机构显身手
嫦娥五号重量不小，稳稳一落功夫了得。着陆上升组合体在落月时，撞击月面会形成较大的冲击载荷。技术专家们早有预判，设计了相应的着陆缓冲系统，吸收着陆的冲击载荷，保证探测器不翻倒、不陷落。
着陆缓冲机构，通俗地说就是嫦娥五号的“腿”。这四条缓冲、支撑一体化的“腿”可不一般。着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案，保证了收拢简单、展开可靠，解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面的问题。
与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比，由于嫦娥五号任务难度增加，其着陆缓冲能力要求提高了30%，但机构重量指标却减少了5%。面临减重的难关，研制团队反复迭代，一旦发现新的减重突破口，就再次推翻之前的设计、继续修改，一遍遍的修正迭代后，终于满足了设计指标，确保嫦娥五号稳定可靠地与月球亲密“拥抱”。
3.挖土“利器”——钻取子系统
挖土不能“徒手”使蛮力，工具必不可少。其中，钻取子系统是月球次表层自主钻取采样任务的关键技术之一；它给力，采样深度和采样量才能达到预期指标要求。
据介绍，钻取子系统研制历时十余年之久，练就了钻进能力、排粉能力、月壤适应性“三强”的独创钻头，确保“钻得动”。
这个钻头是“百里挑一”。“我们通过建立钻进与取芯能力评价体系，对比16种设计方案，最终确定双排钻牙阶梯构型，通过‘千锤百炼’来保证钻进过程顺畅可控，具备对8级硬度岩石的钻进能力。”据五院529厂专家介绍，钻头具备针对不同颗粒度月壤切削、拨、挤、排的能力，双排出刃形成多个切削面，具有较好的解决危险工况和大颗粒的能力。
此外，嫦娥五号还专门配备了智慧控制器，一边感受月壤硬度，一边调整钻取速度和力度。
4.拍照“神器”——CMOS相机
CMOS相机，好比是探测器的“天眼”，全程监测探月过程。
在嫦娥五号着陆器上，有5台工程参数测量分系统相机。它们分别是钻取机构监视相机、采样过程监视相机A/B/C和分离上升监视相机。
“如果这5台相机独立设计，不仅每台相机比较重，而且总产热量太大会给相机热控设计造成困难，更会增加电缆网的复杂度和重量。”据五院508所技术专家介绍，考虑到可靠性和设计备份，团队近乎到了“无策可施”的困境。
“葫芦娃，葫芦娃，一个藤上七个瓜……”葫芦娃的故事竟带来启发。“每台相机内部都要配备一个供电转换系统，5台相机就是5个，如果‘合五为一’成一台总控制器，相当于省了4个供电转换系统，不仅降低总重和功耗，整星电缆数量和重量也会减少，一举多得！”硬件工程师张保贵说。
灵感有了，接下来便是实现的问题。“一拖五”并没那么简单，为了实现该方案，工程师们首次引入了FPGA+DSP处理架构，两芯片分工明确，其中FPGA主要对相机进行时序控制和图像预处理，DSP主要承担数据压缩任务。
相机控制器“一拖五”设计，支持5路相机控制和图像处理，解决了多通道数据并行处理与模式切换问题，也为后续多相机集成设计奠定了技术基础。
5.地月之间架“桥梁”——定向天线
38万公里外，嫦娥五号正在做什么，经历着什么样的考验？别着急，一口“小锅”满足监测需求，也满足你的好奇心。
据介绍，嫦娥五号所有的讯息，都通过着陆上升组合体的一口“小锅”来时时传送遥测数据。它是定向天线——把探测器上的数据传输到地面的发射转换装置。
从月球把数据发回地球，通信距离相比地面手机通信远了几万倍，这就需要采取特殊的对地定向天线帮忙。据介绍，定向天线包含反射面天线辐射器和双轴驱动机构。双轴驱动机构就像人的肩关节、肘关节，驱动反射天线辐射器灵活地转动，确保“小锅”始终对准地面。为了使整器减重，此款反射面天线极致轻量化设计，相比同类天线减重40%以上。