中國高校多項技術支撐中國首次月球採樣返回任務

  中新網哈爾濱12月17日電(記者 史軼夫)17日1時59分,嫦娥五號返回器安全着陸,帶回月球風暴洋區域的鑽取和表取樣品,成功完成中國首次地外天體採樣返回任務,使中國成為世界上第二個月球無人自主採樣返回的國家。月面採樣是嫦娥五號工程的四大核心技術之一,哈爾濱工業大學多個科研團隊經過十餘年刻苦攻關,多項技術成果鼎力支撐此次月面採樣任務。

  嫦娥五號工程立項論證始於2009年,中國工程院院士鄧宗全教授主持了月面採樣與封裝專項論證,確立了月面鑽-表複合式釆樣與封裝方案,通過一次任務可同時獲得表層和次表層樣品,這在國際上尚屬首例。

  2011年至2013年,由鄧宗全團隊牽頭,完成了“採樣封裝分系統設計集成與驗證技術”“鑽取採樣機構關鍵技術與原理樣機”兩個重大專項的攻關任務,解決了鑽-表複合式月面採樣與封裝技術難題,確定了机械臂多次採集、中間站集中存儲、一次轉入封裝容器的作業流程,攻克了以“雙管單袋”為基本特徵的月面鑽取採樣關鍵技術,研製了工程樣機並開展了全流程試驗驗證,形成了嫦娥五號獨具特色的月面採樣作業技術體系。

  2012年至2020年,鄧宗全團隊與工程承研單位——北京衛星製造廠組建了嫦娥五號月面鑽取子系統產品研製聯合團隊,成功研製出鑽取採樣子系統飛行產品。2020年12月2日,採用預編程自主作業與月-地遙控相結合的操作方式,在採樣點月壤顆粒狀態非確知的極端工況下,圓滿完成了鑽進取芯、提芯封口、纏繞整形、樣品傳送和避讓展開等關鍵作業任務。

  黃玉東團隊完成了取芯軟袋型號產品研製任務。針對鑽取剖面層序樣品的原位封裝與整形難題,創新設計了高分子纖維“繩-袋複合”一體化結構,形成了取芯軟袋產品的標準化織造工藝,突破了取芯軟袋組件形-性定量可控、繩-袋過渡段應力均化等核心技術。研製的取芯軟袋產品具有耐高溫、易翻折、質地柔軟、結構緻密等優勢,經受住了月面釆樣的嚴酷工況考驗,滿足了原位取芯、樣品封口和纏繞整形等功能需求,圓滿完成了月壤剖面層序樣品的封裝任務。

  趙陽團隊針對鑽取子系統作業效能驗證和機構動力學優化等技術難題,研製了鑽取子系統地面驗證支持平台,構建了面向任務決策的快速分析應用數據產品,對機構動力學分析、鑽取策略優化、故障模式預案設置等工作提供了多維度的數據應用支撐,實現了對鑽取採樣過程的全方位在線監視和專家決策支持,保障了嫦娥五號鑽取採樣全流程地面演練及在軌作業狀態判讀。

  張學習團隊針對月表高溫作業机械臂輕質、高剛度、高強度、耐熱材料的苛刻要求,解決了晶須增強鋁基複合材料的適應性設計與製備、薄壁管材和複雜鍛件熱成形與控性、產品強韌化與尺寸穩定化處理等關鍵技術,研製了高性能机械臂結構件,完成了彎扭聯合加載裝置研製及机械臂剛度與強度考核,為机械臂多點、多次採樣及樣品精準轉移提供了技術支撐,在月面釆樣作業中表現出優良性能。

  嫦娥五號月面採樣任務的成功,系哈爾濱工業大學與航天工業部門協同攻關的重大成果,開創了國家重大科技工程從預先研究、工程立項、技術攻關到工程實施全過程的一體化創新合作典範。(完)

【編輯:梁靜】 網站內容來源http://www.chinanews.com/【其他文章推薦】

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