电源是航天器在广袤太空中持续运行的重要支撑。在嫦娥五号任务中，中国航天科技集团有限公司八院811所承担了着陆器、上升器、轨道器、返回器4个平台中轨道器、着陆器及上升器电源产品的研制任务。电源系统由电源控制器、锂离子蓄电池组及太阳电池阵组成，为了确保以最好的性能保障此次任务，811所的研制人员卯足了力。“电源控制器比功率国内最高、国际领先，锂离子蓄电池航天应用比能量最高，太阳电池阵面积比功率国内最高，适应多器多飞行阶段的多个状态。”研发团队成员昨天介绍说。

▲嫦娥五号电路板只有嫦娥三号体积的1/3

嫦娥五号任务包括运载发射、地月转移、近月制动、环月运行、月面下降、月面工作、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移和再入回收11个阶段，着陆器、上升器、轨道器、返回器在飞行状态中有多种组合和分离方式，电源如何以最佳的状态适应多器多飞行阶段的多个状态，研制人员开展了一场变革。

电源控制器是探测器电源系统的“大脑”，为解决在嫦娥五号四器飞行过程中能源紧张、重量资源受限的问题，控制器经历了一次从PCU到PCDU的升级。

“从PCU到PCDU，在于从单一功能向多功能的升级。在嫦娥三号、嫦娥四号任务中，电源控制器只包括功率调节模块，此次则集中了功率调节模块、配电模块、火工品控制模块、智能接口单元等几个功能，这是探月工程的首次应用”，嫦娥五号电源产品主任设计师郑磊表示。

而在单机内部，也经历了一次脱胎换骨的变革。研制人员在参考国外相关技术资料、权衡相关利弊后，大胆挑战国内首创多个高度集成化技术，让电源控制器比功率达到国内最高、国际领先水平，实现了性能的跨越性的提升。

嫦娥五号电源产品技术负责人徐泽峰说，“针对原先电路板集成密度不高的问题，我们经过多次试验，摒弃了当时国内卫星型号普遍采用的直插式工艺，首次采用了大规模表贴式工艺，这个首次引领了该技术在后续其他型号应用的新局面；同时，在模块间创新性采用信号母板、印制板载流技术和汇流条优化等措施，实现了模块电缆的高度集成，大幅度减少了体积和重量。”

通过与嫦娥三号产品的对比，现在电路板集成密度大大提高；电路板整齐地分布着寥寥几条清晰的线路，产品密度得到了提高；而单机的模块数量，则从原先的5个成功压缩为2个，体积达到了嫦娥三号控制器体积的1/3。这些技术，在后续实现了二十多个专利的授权。

按照嫦娥五号的工作模式，在抵达月球轨道后，着陆器和上升器的组合体与轨道器和返回器的组合体分离，着陆器和上升器落到月球表面，开展月面采集样本工作。充分考虑到此次月面执行任务的时间及电源产品的工作模式后，按照总体的方案，研制人员在着陆器和上升器组合体的能源设计上做了优化。徐泽峰说，“着陆器的电源产品包括太阳电池阵和电源控制器，上升器的电源产品包括太阳电池阵、电源控制器以及锂离子蓄电池。分离之前，在飞行阶段和月面阶段光照期，着陆器的太阳电池电路承担起了为组合体供电的责任；而当组合体在月面阶段分离后，上升器迅速转换角色，由太阳电池电路在光照期为自身供电。而在非光照期，着陆器和上升器共用一组锂离子蓄电池，由该蓄电池为组合体提供电源。”

文、图：广州日报全媒体记者 肖欢欢 通讯员 韩灿锋、孙晨
广州日报全媒体编辑 黄黛伊