“挖土神器”表现出色

  6月2日至3日，嫦娥六号圆满完成世界首次月球背面采样。本次任务中，由航天科技集团五院精心设计的钻采和表采相结合的“挖土”模式，以及为嫦娥六号装备的“挖土神器”，包括钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等，表现出色，让月背“挖土”更轻松。

  据专家介绍，为确保首次月背采样任务“采得着、钻得动、封得住、回得来”，该院研制团队充分评估嫦娥六号的约束条件，确定相应的工作形式和飞控模式，开展采样过程自主序列化设计。

  月背“挖土”是个精细活，如何采集更多的月壤？嫦娥六号有两个办法：一是表取，用一个机械臂携带采样装置，采集月球表面的土壤；二是钻取，用一根钻杆钻入月球表层预定深度，采集较深层的土壤。

  其中，研制团队最关注是否“钻得动”，并为此开展了大量地面试验与仿真分析。“针对月背中继通信可能无法有效配合钻采作业这一极端工况，我们开发了应急程序，人机协作辅助嫦娥六号及时研判控制钻取风险，现场决策后续动作。”专家说。

  结合月壤特性，研制团队设计出独创钻头，确定下取芯机构方案及相应构型，使其具备钻进高硬度岩石的能力。同时，针对不同颗粒度月壤的切削、拨、挤、排能力，让钻头形成多个切削面，以便在高效取芯的同时，具备良好的层序保持性。

  为确保采集的样品在无人条件下打包封装，历经空间飞行及再入返回时的复杂环境，不被地面环境污染，维持原态，需要研制一套专门装置，能够在月表自动承接、密封样品，并将其完好无损地送回地球。

  据专家介绍，为确保采集的样品在提芯过程中不掉落，研制团队经过多方案筛选验证，采用扭转密闭式结构、大应变材料设计的封口方案，低力载而高可靠，即使长时间处于大变形承载状态下也不会应力松弛。针对采集的样品可变形的特征，研制团队为嫦娥六号设计了特殊的提芯拉绳，确保取芯软袋具有确定的几何形状，方便样品的传送和转移。

  （本报北京6月4日电 本报记者 张蕾）