在成功發(fā)射1個月之際，由航天科技集團五院抓總研制的嫦娥六號探測器已于昨天穩(wěn)穩(wěn)落在月球背面，按計劃開展工作。
要順利取得寶貴的月壤，離不開一系列關鍵核心技術的支撐。五院精心設計了鉆采和表采結合的“挖土”模式，并且為嫦娥六號探測器裝備了鉆取采樣裝置、表取采樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“挖土神器”，讓高難度的月背“挖土”更穩(wěn)妥順暢。
瞄準月背新地標
采樣設計驗證功不可沒
嫦娥六號探測器著陸區(qū)位于月球背面的南極-艾特肯盆地區(qū)域內，這片區(qū)域是月球最古老、最大的隕石撞擊坑，具有極高的科學價值，因此在這里開展世界首次月背采樣任務備受國內外廣泛關注。盡管嫦娥六號月球樣品采樣封裝技術繼承了嫦娥五號的“鉆表功能獨立、月面真空密封”方案，但是月背更加復雜的環(huán)境，仍然給這次月背采樣任務帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。
為確保首次月背采樣任務圓滿完成，航天科技集團五院研制團隊針對嫦娥六號任務特點，充分評估探測器自身及相關約束條件，對任務過程進行聯(lián)合設計分析，確定了相應的工作形式和飛控模式，同時開展了采樣過程自主序列化設計。
除此之外，研制團隊還在任務實施前開展了大量試驗驗證，考核了嫦娥六號月面采樣封裝優(yōu)化設計的正確性，驗證了采樣封裝對月背環(huán)境的適應性，支撐完善了月背采樣封裝工作程序，演練了采樣封裝在軌故障處理預案，確保采樣封裝產品設計和操作流程可適應月背采樣任務要求。
月背“挖土”不簡單
“地月協(xié)作”取月壤
月背上“挖土”可是個精細活，如何用最“省力”的方法采集最多的月壤，嫦娥六號探測器采用了兩種辦法。一是表取采樣，就是用一個機械臂攜帶采樣裝置采集月球表面的土壤；二是鉆取采樣，就是用一根鉆桿鉆入月球表層預定深度，把較深層土壤采集出來，采樣難度和不確定性更大。
結合月壤特性，研制團隊設計了“百里挑一”的獨創(chuàng)鉆頭，通過對比多種設計方案，最終確定了取芯機構方案以及相應構型，使其具備高硬度巖石的鉆進能力。同時，研制團隊針對不同顆粒度月壤切削、撥、擠、排能力，讓鉆頭形成多個切削面，在實現高效取芯的同時，具有良好的層序保持特性。
月壤封裝細致入微
高效打包確?！霸丁?/p>
月球表面為高真空、高低溫、月塵綜合環(huán)境，要將38萬公里之外的月球樣品在無人條件下進行打包封裝，歷經空間飛行，再入返回過程中經過力、熱等復雜環(huán)境后不被地面環(huán)境污染，維持月球樣品原態(tài)，這就需要研制一套專門的裝置，能夠在月表自動承接、密封樣品，最終保證樣品完好無缺地送回地球。面對自主采樣返回的艱巨任務，研制團隊接連突破了多項關鍵核心技術，確保嫦娥六號完成自動密封任務。
為保證取得的樣品在提芯的過程中不發(fā)生掉落，研制團隊經過多方案的篩選驗證，設計采用了特定的封口方案，封口器采用扭轉密閉式結構，并進行大應變材料設計，具有低力載、高可靠的特點，且長時間處于大變形承載狀態(tài)下不發(fā)生應力松弛現象，實現了簡單可靠的封口。針對采集的月壤樣品具有可變形特征，嫦娥六號探測器還專門設計了特殊的提芯拉繩，確保取芯軟袋具有確定的幾何形狀，方便樣品傳送和轉移。
為將月壤封裝容器與整形機構分離并傳送至上升器內，研制團隊設計了專門的分離和傳送方案，不僅結構簡單、操作易控、能耗低，還可實現不同著陸姿態(tài)下封裝容器的精準傳送。
