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嫦娥五号如何在月球“挖土”“打包”

时间:2020-12-04 13:45来源:http://www.zlq09.com 作者:山东新闻联播 点击:

  原标题:嫦娥五号如何在月球“挖土”“打包”

  12月3日,国家航天局发布新闻:12月2日22时,经过约19幼时月面做事,嫦娥五号探测器顺当完善月球外观自动采样,并已按预定方法将样品封装保存在上升器携带的贮存装配中。

  至此,中国首次月面自动采样义务顺当完善。

  行为嫦娥五号“挖土”之旅的中央步骤,月球外观自动采样封装是整个义务中最引人注方针环节之一。先“挖土”,后“打包”,整个过程有多难,又有哪些鲜为人知的义务细节?记者就此采访了嫦娥五号义务相关行家。

  使出浑身解数开启两栽“挖土”模式

  12月1日晚,嫦娥五号着陆上升组相符体顺当柔着陆月球后,这位辛勤的“五姑娘”就开启了“挖土”模式:一栽是钻取,一栽是外取。

  遵命中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器编制副总设计师彭兢的说法,钻取就是经过空心钻杆的取芯机构,钻到月球外观两米深以下处,得到深层样品的层理新闻。外取就是采用死板臂末了固定铲挖型采样器,进走外层和次外层月壤采集,实现多点、多次采样。

  据他介绍,嫦娥“五姑娘”随身携带的钻取采样装配、外取采样装配、外取初级封装装配和密封封装装配等“神器”,采取“深钻”“浅钻”“铲土”“挖土”“夹土”等手段,采集约两千克月壤并进走密封封装,之后将经过月面首飞、月球轨道交会对接、月地迁移和再入回收等过程,最后将月球样品坦然送至地球家园。

  彭兢通知记者,首次月面采样难得不少,最先采样装配为崭新研制,技术新、难度大,必要考虑飞走义务以及探测器的测控、光照条件、电源、炎控等各栽收敛;其次,采样期间面临月面高温的做事环境,采样义务时序主要、机构行为多、不确定因素多。此外,着陆器着陆后不及移动,钻取采样装配正下方的地面到底是松柔的土壤,照样强硬的岩石,都具有不确定性,也都影响着采样计划的顺当完善。

  一个鲜为人知的细节是,外取采样装配和钻取采样装配并不在嫦娥五号探测器的联相符侧,一个在阳面,一个在阴面。

  嫦娥五号采样封装编制主任设计师邓湘金说,为了让钻机处在相对矮温的条件下,专门将其安放在阴面。即便如许,钻取采样装配的做事环境照样比较凶劣。在地面上,电机的耐炎极限也就100摄氏度。但嫦娥五号团队经过集智攻关,研制出了能够在180摄氏度环境下不息平常做事的耐高温电机。

  据他介绍,为了确保“钻得动”,钻机上的钻头可谓百里提一。研制团队经过对比16栽设计方案,最后确定双排钻牙阶梯构型,保证钻进过程通顺可控,具备对8级硬度岩石的钻进能力。

  彭兢说,为确保首次月面采样义务顺当完善,嫦娥五号探测器研制团队多措并举,确定了先钻后外、器地协同的做事程序,还开展了响答的环境试验和专项试验。

  “几百次试验,数十栽工况模拟,多次‘三位一体’模式的采样封装演练,研制团队想方设法,辛勤以赴确保了中国首次月面自动采样义务顺当完善。”彭兢说。

  带“月壤”回家的“打包神器”

  “挖土”完善后,如何将月球样品“打包”带回?中国航天科技集团五院510所行家泄露,由该所研制的月球样品密封封装子编制安设在嫦娥五号探测器的最顶端,可将采集到的月球样品“打包”返回。

  相比月面极高真空的环境,地球外观包裹着大气层,大气环境中不光有气体成分,还漂浮着各栽固体颗粒,倘若月球样品接触到大气中的这些物质,就会造成污浊,导致月球样品科研价值大打扣头。

  所以,如何将38万公里之外的月球土壤和岩石样品在无人条件下进走“打包”,并保证样品在返回地球的过程中不及有任何污浊,成为科技人员关心的优等大事。

  据五院510所行家介绍,被誉为“打包神器”的月球样品密封封装子编制,这时就要登场了。在月面做事段,该编制运走先预设益的指令,最先消弭盖体锁定,将装配容器口十足敞开,方便钻取及外取的月球样品的承接,待一切样品装入容器后,将盖体锁紧的同时进走高真空密封。

  这台“神器”,要经历运载火箭发射、探测器地月迁移、近月制动、环月飞走、着陆消极、月面做事、月面上升、交会对接、环月期待、月地迁移、再入回收等全义务流程,最后才能将采集到的月球样品送到科研人员手中。

  返回地面后,怎么将密封如此厉实的月球样品掏出?上述行家说,研制的月球样品解封分装操作台,能够实现在真空环境下对返回地面后的月球采样封装装配进走解封,以及搜集月球样品开释的稀疏气体,最大限度保证月球样品尽能够少受地球外部环境的影响。

  有看揭开月尘飞扬的隐秘

  已经终结“挖土”即将“回家”的嫦娥五号,此走其实还承担了一项义务——对带电月尘进走直接测量,这将有看揭开月尘飞扬的隐秘。

  行为“探月家族成员”中央编制装配,月尘带电测量仪被安设在嫦娥五号着陆器的顶部,对月球白天扬首的带电月尘进走测量。这是自美国阿波罗计划以来,人类第一次对月球外观的带电尘埃进走直接测量。

  上世纪六七十年代,人类踏足月球发现,月球地平线上漂浮着一层“薄雾”,在阳光的照射下,发出白色的“辉光”。关于“地平线辉光”,科学家远大认为,那是月球外观极细的粉尘颗粒——月尘在某些作用下,扬首和漂浮到空中后散射太阳光形成的。

  五院510所行家外示,月尘来源于月壤中粒径幼于20μm的颗粒,大片面属于PM2.5。这些月尘月外环境中易发生迁移行动,主要因素有流星体溅射、人类活动、静电悬浮等。

  一些科学家认为,自然环境下,月尘悬浮迁移的主要因为是月尘带电和近月外静电场的存在——在太阳光照射、太阳风和宇宙线等复杂的作用下,带上了电荷,并在电场的作用下四散飞扬。然而,这些作用详细是如何发挥作用,不息多说纷纭,吸引着人类不懈追求。

  五院510所行家说,此次随嫦娥五号登月的月尘带电测量仪,由两套相通的测量探头构成,每套探头又别离由一组阻滞栅网和一台微质量天平构成。其中,阻滞栅网像扇门,只有已足必定条件的月尘才能够经过。

  “这个条件就和月尘的带电量相关。”五院510所行家说,栅网的下方是一个由粘性薄膜和石英晶片构成的微质量天平,它相等于月尘颗粒的体重秤。这是现在最智慧的“秤”,甚至能够测到纳克级的质量。

  遵命航天行家的说法,当经过栅网的月尘颗粒被粘性膜“粘住”后,这些颗粒的质量就被称量出来了。所以,经过竖立分别的门槛,分别带电量的月尘就被测量出来了。

  中青报·中青网记者 邱晨辉

点击进入专题: “嫦娥五号”奔月

义务编辑:赖柳华 SN244

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