嫦娥六號“蟾宮挖寶” 三大技術顯身手

中新社北京6月4日電　題：嫦娥六號“蟾宮挖寶”  三大技術顯身手

中新社記者  郭超凱

6月4日7時38分，嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛，成功進入預定環月軌道。這是人類探測器首次完成月球背面採樣和起飛。

要順利採集寶貴的月球樣品，離不開鑽取、表取、封裝等一系列關鍵核心技術的支撐。

“鑽”“表”結合齊“挖土”

此前，人類對月球實施過多次採樣返回任務，但採樣地點均位於月球正面。嫦娥六號探測器的著陸和採樣地點位於月球背面南極—艾特肯盆地，該區域被公認為月球上最大、最古老和最深的盆地，具有極高的科學價值。

月背“挖土”是門精細活。科研人員為嫦娥六號設計了兩種“挖土”方式：鑽具鑽取和機械臂表取。探測器隨身攜帶了鑽取採樣裝置、表取採樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“神器”，將採取深鑽、淺鑽以及“鏟土”“夾土”等方式，採集月球樣品。

中國航天科技集團金晟毅介紹，鑽取和表取的側重點各不相同。鑽取需要採集一定深度的月球次表層樣品，要爭取讓採樣裝置採得更深，讓樣品種類更為豐富。而表取採樣則是在一片區域裡進行多次採樣，主要採樣目標是月球表面的風化層樣品。

“月背採樣是先鑽取後表取。”金晟毅表示，兩種“挖土”方式實現的技術途徑、採集的月球樣品種類不一樣，科學價值也不盡相同。

“地月協作”取月壤

首次在月背採樣，嫦娥六號面臨著前所未有的挑戰。中國航天科技集團任德鵬指出，相比嫦娥五號，嫦娥六號任務有三個特點：一是採樣地點位於月背，為保證數傳鏈路的連續性，必須依靠鵲橋二號中繼星“搭橋”；二是採樣地點所處的緯度更高，月壤的風化程度相比低緯度地區更加不充分，月壤的石塊含量可能會更多，這對地面規劃和採樣機構來說是更大挑戰；三是採樣時間相比嫦娥五號更短。

“鑽得動”是研製團隊最為關注的環節之一。為此，研製團隊在嫦娥六號“出發”前就開展了大量地面試驗與仿真分析。針對月背中繼通信可能無法有效配合鑽採作業這一極端工況，研製團隊設計了應急程序，做好充分準備，確保在極端工況下能通過“人機協作”方式，輔助嫦娥六號及時研判控制鑽取風險，現場決策後續動作。

結合月壤特性，研製團隊設計了“百里挑一”的獨創鑽頭，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，使其具備高硬度岩石的鑽進能力。同時，研製團隊針對不同顆粒度月壤切削、撥、擠、排能力，讓鑽頭形成多個切削面，在實現高效取芯的同時，具有良好的層序保持特性，讓高難度的月背“挖土”更穩妥順暢。

高效打包確保“原汁原味”

月球表面為高真空、高低溫、月塵綜合環境。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、再入返回等步驟還不被地面環境污染，維持月球樣品原態，這就需要研製一套專門裝置。這套裝置能够在月表自動承接、密封月球樣品，並保證樣品完好無缺地送回地球。

面對這一艱巨任務，研製團隊接連突破多項關鍵核心技術，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生掉落，研製團隊經過多方案的篩選驗證，設計採用了特定封口方案。封口器採用扭轉密閉式結構，並進行大應變材料設計，具有低力載、高可靠的特點，且長時間處於大變形承載狀態下不發生應力鬆弛現象，實現簡單可靠的封口。

針對採集的月壤樣品具有可變形特徵，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。

在一系列關鍵核心技術的支撐下，嫦娥六號月背“挖土”如期“竣工”，為達成“人類首次月背自動採樣返回”目標又向前邁進關鍵一步。（完）

來源中新社