嫦娥五号的“空间邮差”如何在千里高空与地面保持一致？
随着嫦娥五号探测器于凌晨在中国海南文昌航天发射场成功发射，中国探月工程的“盘旋、坠落、返回”三步即将完成最后一战，届时将实现中国首个无人探月采样返回任务。
嫦娥五号的轨道飞行器在探月三期工程中发挥了重要作用，它负责地球与月球之间的往返，并承担空间邮差的角色。做一名合格的空间邮差，需要睁大眼睛，倾听四面八方，在千里高空随时向地面报告嫦娥五号的状况。这与中国航天科技八院电子所研制的轨道飞行器中测控数据传输(包括天线)和工程图像与测量两个子系统，以及集成电子子系统中的两台单机是分不开的。
从长远来看，第八电子研究所的产品相当于轨道飞行器中的“眼睛”、“耳朵”和“嘴巴”。一方面“监控”轨道飞行器的关键任务环节，获取任务过程中的图像，在火箭与火箭分离过程中“监控”轨道飞行器关键部件的力学特性参数；另一方面，“听清楚”轨道飞行器与地面站之间的“话语”，对各方的指令“听准”，保证探测任务的顺利完成。
减重3.6公斤，每克比黄金还贵
地球与月球的距离约为40万公里，比近地探测的通信距离长十多倍。为了完成携带月球土壤采集样品并返回的功能，而火箭的承载能力是有限的，航天器的“重量”已经成为一个关键的性能指标要求。毫不夸张地说，减轻1克体重的成本远远高于1克黄金的成本。
工程图像与测量子系统承担探测器太阳翼天线的部署、每次分离对接、月球采样容器的转移等监测任务，要求“易读、可靠”。“要完成这样的任务，理论上至少需要13个摄像头才能满足任务要求。同时，为了应对舱外的恶劣环境和光环境，必须采取合理有效的防护措施，如使用大型光罩。按照传统设计，一台由镜头、电路板等机电、热组合而成的相机，重量约为0.5公斤。”工程图像与测量子系统总设计师吴介绍。
面对极其苛刻的重量要求，子系统从空间和时间两个维度进行创新设计。最后确定最小视场角和各摄像头的最佳安装布局，保证单个摄像头可以兼顾至少两个手持爪机构，一个摄像头可以清晰监控月球样品容器转移的全过程。“不要低估这个职位的确认。设备安装在梯形对接舱上。面对安装面有限布局和高低差的困难，花了团队一年的心血。”回忆起奋斗的日子，设计师副总监叶盛感慨万千。在时间维度上，创造性地提出了“摄像与压缩编码分离”的策略，简化了硬件电路。在满足子系统任务要求的前提下，支撑子系统的摄像机数量大幅减少，子系统总质量由6.5 kg降至2.9 kg，为整个探测器贡献了比黄金更有价值的3.6 kg。
精工细作打造完美产品
对于深空TT&C来说，如果飞船是风筝，TT&C的数据传输就是控制风筝的风筝线。轨道飞行器的数据传输子系统从发射前启动到轨道任务完成，已经工作了20多天。同时，加上恶劣的空间环境和火箭有限的运载能力，测控数据传输产品的指标要求极高。
轨道飞行器测控数据传输子系统的设计者苗秦瑞说：“嫦娥五号数据传输子系统拥有丰富的
苗通过查阅国内外技术资料，反复试验验证设计方案，优化其性能，带领团队经过十几轮迭代。“每一次的失败都像跌入低谷，但看着深夜的星空，我觉得充满了力量。”最终成功解决了近地、远地和绕月飞行环境的多样性问题，完美完成了上述要求的全部功能。
完美的解决方案需要完美的产品来实现。作为测控子系统的前端产品，——应答机不仅满足了高灵敏度和高动态接收的要求，还面临许多技术难点。应答器总设计师王文伟克服了所有技术难点，产品尺寸、重量、功耗等关键指标远远领先于国内同类产品，灵敏度比常规低轨卫星测控产品提高100倍。
同时，应答器还将传统的测控通信和数据传输功能集成到一个产品中，相当于节省了一整套数据传输设备。与同功能系统相比，重量减轻10公斤左右，节电55瓦左右，为整个装置节省了宝贵的资源。