嫦娥五号探测器：电机的“智勇双全”助力月壤采样返回之旅
在月面之外38万公里的距离，嫦娥五号探测器正进行着一场充满挑战的自动采样返回之旅。此次任务不仅要准确选择着陆点，更需要着陆器上的机械臂和钻头完美协同，经历敲击、钻取、封装、对接转移等复杂环节，将月壤样品安全带回地球。这一系列动作的背后，都离不开电子科技集团公司第21研究所设计的电机。这些“上海造”的“机械手”在月壤采样环节中发挥了至关重要的作用。
当嫦娥五号探测器成功着陆后，其采样机械臂与采样钻头便开始协同工作。其中，加载电机作为钻取采样装置的动力源，为着陆器在钻取月壤时提供强大的动力。在遭遇坚硬岩石的挑战时，钻头自带的“锤子”电机能够敲打石块，轻松粉碎障碍。着陆器顶部的“整形电机”也将在此时发挥关键作用，将采集到的月壤提升出月面并装入上升器中的密封封装装置。
密封封装装置中采用了一种减速步进电机组件，能够在月壤装入前打开密封盖，并在月壤放入后确保盖子牢固密封。这一组件是航天工程中首个高度集成的轻小型化电机组件产品，虽然体积小巧，但却能输出强大的轴向力，确保月壤样品的密封安全。
携带月壤样品的上升器与轨道器的对接任务中，三台电机协同工作，驱动三个抱爪精确动作，将上升器与轨道器紧密相连，顺利完成样品转移。而在返回器舱盖关闭的过程中，21所研制的无刷直流电动机则提供了强大的动力。电机还肩负着全景科学目标探测和月面采样工程摄影的重要任务，操控全景相机角度，定格下这历史性的一刻。
为了满足嫦娥五号探测器的更高要求，电机设计已经到达了极限。设计师们采用了新的结构和材料，成功将电机的力矩提高了30%以上。为了满足探月任务的需求，电机设计还需要考虑月尘的影响。月亮的低重力环境使得月尘更容易扬起并滞留空中，因此电机的密封性至关重要。
在此次嫦娥五号任务中，电子科技集团第21所为月球探测器提供了共计5个类别、16款产品的电机解决方案。其中，无刷电机的应用是深空探测中的首次大规模使用。无刷电机采用半导体开关实现电子换相，具有体积小、输出力矩大、伺服特性好、运行可靠等特点。它的应用使得空间运动机构能够更高效、稳定地运行。
为了确保无刷电机在太空中的稳定运行，研究人员进行了大量基础研究并验证了其可靠性。随着航天工程水平的不断提高，无刷电机有望在更多的航天任务中大展拳脚。从空间站到嫦娥七号等未来的航天之旅，高品质电机的亮相将助力人类探索更远的“星辰大海”。
