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【48812】科技日报:月亮之上 嫦娥五号怎么挖运土样

时间: 2024-07-01 19:36:21 起源: 专利证书

  据国家航天局音讯,嫦娥五号探测器经过约19小时月面作业,于12月2日22时顺利完结月球外表主动采样,并已按预订方式将样品封装保存在上升器带着的储存设备中。

  主动采样是此次使命的中心关键环节之一。嫦娥五号经过机械臂表取、钻具钻取,经过深钻、浅钻、铲土、挖土、夹土等各种方式,完结了多点、多样化主动采样。现在,它现已把样品打包装好,预备背着它们脱离月球。

  在月面超越100摄氏度的高温检测下,它克服了测控、光照、电源等方面的条件束缚,舒展长臂,高高举起了挖土铲……

  此处需注明的是,嫦娥五号的挖土铲,可跟我们在生活中用到的不一样。这台设备一头是一个小铲子,一头是浅表钻,能够360度无死角可视化操作,能轻轻松松完结铲挖、浅钻、拾取这些动作。

  嫦娥五号的“手臂”纤细、白净,却健壮有力。假如说人的手臂力气来自肱二头肌、肱挠肌、掌肌等,这条集高颜值、高科技于一体的机械臂,各个关节的力气来自安装在关节处的电机。这便是由中国航天科技集团四院401所研发的表采关节臂电机组件。

  关节臂电机有两种,重的不到1斤,轻的不到半斤,个头不大、力气不小,并且灵活机动,精度可达1度以内,能让嫦娥五号指哪挖哪。

  这些电机装在机械臂各个关节邻近,露出于月表环境中,意味着它们要耐受太阳直射下超越130摄氏度的高温,以及比地球上大得多的辐射,还要承当真空环境下难以散热而带来的功用衰减。好在,研发团队现已处理了这些环境习惯性问题。

  假如电机在作业中坏掉或没电了怎么办?为了能够更好的确保使命完结,研发团队在一个电机壳体中塞了两台电机,供给两层确保;一起还增加了忽然断电情况下对机械臂的方位坚持功用,避免机械臂因“没劲”而落在月面上“跌伤”,能够说是很交心了。

  嫦娥五号不能移动,落到哪就得在哪钻,这对钻取习惯性提出很高要求。研发团队展开了上千次地上钻取实验,堆集构成了不同工况的钻取参数数据库;经过在轨预编程自主操控,完结了钻取子体系“反转”“冲击”和“反转+冲击”三种形式,以及不同参数的自在切换,以习惯多种月壤工况。

  为了让嫦娥五号具有百里挑一的首创钻头,科研团队选用了双排钻牙阶梯构型,经过“饱经沧桑”,确保钻进进程顺利可控,具有对8级硬度岩石的钻进才能。他们还为双排出刃规划了多个切削面,使其能够拨动、打破临界颗粒与颗粒集群,以便应对风险工况、处理大颗粒。

  一起,科研团队对钻头选用渐阔的锥形排粉槽通道,与钻杆排粉槽衔接相通,构成一体排粉通道,并经过钻杆模型的匹配和参数优化,使体系的排粉才能大幅进步。

  “获得着、封得住”是钻取子体系的中心技术之一。为确保获得的岩芯在提出进程中不会坠落,体系选用开放式构型的“8”字形超弹性合金丝作为封口计划,与取芯软袋结尾进行一体化缝合,依托弹性缩短力来完结简略牢靠的封口。

  嫦娥五号钻取的样品封入软袋后,将被装进环形封装容器,再运送到上升器顶端。月球外表坑洼不平,假如嫦娥五号着陆时站得不正,有或许影响到样品的传送。

  针对低重力下着陆姿势视点对样品传送的晦气影响,研发团队规划了具有磕碰自习惯才能的传送计划。经过弹性驱动为月壤封装容器供给初始速度,再凭借重力,将含有三级导向锥角的封装容器沿固定导向结构传送到上升器内。该计划不需要续送组织,简略牢靠,能够在不同着陆姿势下,完结封装容器精准传送。

  据国家航天局音讯,为确保月球样品在回来地球进程中坚持真空密闭以及不受外界环境影响,嫦娥五号在月面临样品进行了密封封装。

  从航天科技集团五院510所了解到,比较月面极高真空环境,地球大气中不只有气体成分,还漂浮着各种固体颗粒,月球样品接触到这些物质就会被污染,科研价值将大打折扣。

  为此,该所给嫦娥五号研发了专用打包设备——密封封装子体系。它能主动接受、封装月球样品,并妥善密封保存。

  该体系装在嫦娥五号最顶端,由主体结构、密封容器组件、盖体组件和开合组织组件等组成。镂空的主体结构上散布着用于搬运的棘齿和导向条,钛合金和铝合金资料能确保其结构强度和刚度,并最大极限减轻分量。

  在月面作业阶段,该体系依据预先设定的指令开端作业,先免除盖体确定,让盖体竖直抬升、滚动必定视点,将容器口彻底打开;待一切样品装入容器后,盖体原路回来,经过火工组件锁紧并进行高真空密封。

  等嫦娥五号回来地上后,月球样品可不是容易就能从密封设备中取出来的。解铃还须系铃人。510所研发的月球样品解封分装操作台能够担任此项作业,在高纯氮气环境下对月球样品进行搜集、挂号、描绘等处理,最大极限确保样品少受地球外部环境影响。



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