来源:院总体设计部  

  作为嫦娥五号探测任务的核心关键之一,月球表面自动采样封装是任务中最引人注目的一个环节。在这个阶段,由航天科技集团五院抓总研制的嫦娥五号探测器在月面选定区域着陆,并使出浑身解数采集月壤,实现我国首次月面自动采样。

嫦娥五号探测器在月球表面自动采样 (来源:国家航天局)嫦娥五号探测器在月球表面自动采样 (来源:国家航天局)

  为此,航天科技集团五院的设计师们采用表钻结合、多点采样的方式,精心设计了两种“挖土”模式:钻取和表取。当着陆上升组合体顺利软着陆在月球表面,嫦娥五号就开始了为期2天的月面工作。她随身携带的钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“神器”,科学分工,精密配合,采取深钻、浅钻、“铲土”、“挖土”、“夹土”等各种方式,采集约2千克月壤并进行密封封装。

嫦娥五号月面钻取采样模拟图嫦娥五号月面钻取采样模拟图
嫦娥五号月面表取采样模拟图嫦娥五号月面表取采样模拟图

  首次月面采样困难可不少,首先采样装置为全新研制,技术新、难度大,需要考虑飞行任务以及探测器的测控、光照条件、电源、热控等各种约束;其次,采样期间面临月面高温的工作环境,同时采样任务时序紧张、机构动作多、不确定因素多。此外,着陆器着陆后不能移动,钻取采样装置正下方的地面到底是松软的土壤,还是坚硬的岩石,都具有不确定性,也都影响着采样计划能否顺利完成。

  为确保首次月面采样任务顺利完成,航天科技集团五院嫦娥五号探测器研制团队多措并举,不仅对月面采样过程进行了联合设计分析,确定了先钻后表、器地协同的工作程序,以及器上操作、地面测控和地面物理验证三位一体的飞控模式;而且还设计了遥控工作、预编程工作和半自主工作三种工作模式,确保采样过程的可靠性;此外,各单机还开展了相应的环境试验和专项试验,子系统开展了钻取、表取和密封封装专项试验,验证了单机及子系统的功能性能。

  几百次试验,数十种工况模拟,多次“三位一体”模式的采样封装演练,研制团队想方设法,全力以赴确保了我国首次月面自动采样任务顺利完成。


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