日本登月探测器“SLIM”凝聚了这些日企技术

2024-01-18 原文 #日本経済新聞 的其它文章

日本登月探测器“SLIM”凝聚了这些日企技术 ——

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的无人探测器“SLIM”于20日凌晨成功在月球着陆。探测器机身上安装了三菱电机开发的计算机,可以识别位置和速度,控制飞行。成功着陆是宣传日本企业技术实力的一个契机。

探测器SLIM月面着陆示意图(JAXA提供,KYODO)

SLIM于20239月用日本的主力火箭“H2A”发射,由三菱电机负责系统开发、制造和运行支持。发动机及电池等由各相关企业开发。开发费用达到约150亿日元。

SLIM于日本时间20日凌晨0点(北京时间20日凌晨1点)从月球的15千米高度开始下降,并于020分(北京时间120分)在月球表面着陆。这是日本首次实现登月,日本成为继前苏联、美国、中国、印度之后第5个实现这一壮举的国家。该探测器凝聚了日本企业的技术实力,具备以往的探测器所没有的两个特点。一是可利用计算机自主思考飞行,二是尺寸小、重量轻。

相当于机身“大脑”的计算机由三菱电机负责开发。机身可自行推测位置和姿势,控制飞行轨道和姿势。把飞行中拍摄的月面照片与过去积累的数据相对照,计算出位置和速度。可识别摄像头捕捉到的陨石坑,修正飞行轨道。

着陆误差从过去的几公里至十几公里缩小到半径100米以内。月球上被认为局部存在水资源,登月需要具备可准确着陆到目标位置的技术。

相当于“眼睛”的摄像头由从事卫星观测设备业务的明星电气(位于群马县伊势崎市)开发。该公司对人造卫星使用的摄像头进行了改进,为了使其能够在地球至月球的轨道上耐受强放射线的照射,重新选定了零部件并更改了电路设计。为了避免摄像头偏离方向,提高了抗冲击和抗震动性能。

SLIM的重量压缩到了约700公斤(包括发射时的燃料),比20238月成功登月的印度探测器的约1.8吨及同年4月挑战登月的日本ispace的约1吨还轻。


如果提高小型轻量化技术,可以用大小各异的火箭运到宇宙空间。可以在探测器上配备更高功能、更重的观测设备和探测机器人。三菱电机首席总工程师杉田干浩表示,“使轻量化和提高着陆成功概率达到了极限”。

各企业在各种零部件的开发和制造领域采取了措施。在发动机相关领域,三菱重工负责用于机身减速等的主发动机和储罐。尤其是储罐方面,把装有燃料和氧化剂的容器合为一体,以减轻重量。IHI子公司IHI Aero Space(东京都江东区)提供12台小型发动机,细致控制机身的姿势。为了瞬间产生推力,调整了内部结构,兼顾了轻量化和提高燃效。

电池组合了夏普的光伏电池和古河电池的锂离子电池。光伏电池采用薄膜型,可以贴到曲面上。在阳光照不到时使用的锂离子电池为了确保轻量和高强度,在外装上采用了层压加工的不锈钢。

由铸件制造企业KOIWAI(神奈川县小田原市)等开发的脚架在着陆瞬间支撑机身。采用重叠八面体的网眼状结构,吸收着陆时的冲击。以铝粉为材料,利用3D打印机制造。

据普华永道预测,2020~2040年全球面向月球的运输市场最高累计达到1020亿美元。月球作为人类将来进入火星等的经由地而备受关注,美国主导的载人探测计划“阿尔忒弥斯(Artemis)”也在推进。

日本经济新闻(中文版:日经中文网)川原聪史

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