嫦娥五号|理大用近七年研发采样仪器 成功封装月面表土样本

撰文: 王洁恩
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中国月球探测器嫦娥五号升空,早前在月球著陆采样。嫦娥五号上升器已成功与轨道器返回器组合体交会对接,将月球样品容器安全转移至返回器中。
香港理工大学指出,科研团队为这项任务研制了“表取采样执行装置”,用以进行月面采样及封装。该装置已于上星期成功完成全自动的表土采样及封装任务,而载有月壤样本的飞行器目前正返回地球。

“表取采样执行装置”载于嫦娥五号的着陆器上,月面采样工作完成后,机械臂会透过视像导航将理大研制的样本容器提起,并放入上升器内,以运返地球。图为嫦娥五号上升器及着陆器的模型。(理大提供)

由逾400件工件组合而成

嫦娥五号探测器以“表取采样”和“钻取采样”两种方式取得月壤。就“表取采样”方式,理大工业及系统工程学系副系主任容启亮教授带领的团队,负责研发“表取采样执行装置”,当中花了近7年时间,即使交付后仍要处理不同问题。

“表取采样执行”由超过400件工件组合而成,综合美国及俄罗斯的意见,装置设有两个采样器,分别用作采集松散及黏性样本,以应付不同形态的月亮。为了防止月壤不会大于样品罐可接受的尺寸,除了采样外,采样器亦可“凿石”,以凿开较大块的月壤,并能甩走多余的碎片。

容启亮教授 (右)与理大工业中心副总监谭惠民(左)曾多次参与国家的探月任务。(理大提供)

能克服高温

容启亮承认,在过程中“每一步都是挑战”,无论在工程、管理及沟通上,都是一步步克服。容说,采样时要常移动,但却不能有润滑剂,否则会污染月亮。同时,月亮本身有不少微尘,若塞住机械部份,装置便不能运作。

容启亮续指,“表取采样执行装置”在面向太阳的一方运作,而月面温度可高达110度,因此必须确保系统能承受极高温,前端由钛合金金属罩组成,故两个采样式都可抵受200度高温。理大工业中心副总监谭惠民又指,每个灵件都很复杂,要求亦很高,以样本罐为例,为了对抗高温,只是表面的处理已用了个半个时间研究,以达到散热及反光要求。