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采樣和起飛。
要順利采集寶貴的月球樣品，離不開鉆取、表取、封裝等一系列關鍵核心技術的支撐。
6月3日，嫦娥六號攜帶的“移動相機”，自主移動并成功拍攝、回傳著陸器和上升器合影。中新社發 中國國家航天局 供圖
“鉆”“表”結合齊“挖土”
此前，人類對月球實施過多次采樣返回任務，但采樣地點均位于月球正面。嫦娥六號探測器的著陸和采樣地點位于月球背面南極—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：鉆具鉆取和機械臂表取。探測器隨身攜帶了鉆取采樣裝置、表取采樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“神器”，將采取深鉆、淺鉆以及“鏟土”“夾土”等方式，采集月球樣品。
中國航天科技集團金晟毅介紹，鉆取和表取的側重點各不相同。鉆取需要采集一定深度的月球次表層樣品，要爭取讓采樣裝置采得更深，讓樣品種類更為豐富。而表取采樣則是在一片區域里進行多次采樣，主要采樣目標是月球表面的風化層樣品。
“月背采樣是先鉆取后表取。”金晟毅表示，兩種“挖土”方式實現的技術途徑、采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
首次在月背采樣，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：一是采樣地點位于月背，為保證數傳鏈路的連續性，必須依靠鵲橋二號中繼星“搭橋”；二是采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，這對地面規劃和采樣機構來說是更大挑戰；三是采樣時間相比嫦娥五號更短。
“鉆得動”是研制團隊最為關注的環節之一。為此，研制團隊在嫦娥六號“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鉆采作業這一極端工況，研制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鉆取風險，現場決策后續動作。
結合月壤特性，研制團隊設計了“百里挑一”的獨創鉆頭，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，使其具備高硬度巖石的鉆進能力。同時，研制團隊針對不同顆粒度月壤切削、撥、擠、排能力，讓鉆頭形成多個切削面，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。
圖為嫦娥六號著陸器全景相機拍攝的影像圖。 該圖由全景相機在嫦娥六號表取采樣前，對著陸點北側月面拍攝的彩色圖像鑲嵌制作而成。圖像上方是著陸點北部查菲環形山，圖像的下方是著陸腿和著陸時沖擊擠壓隆起的月壤。圖/國家航天局高效打包確保“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，這就需要研制一套專門裝置。這套裝置能夠在月表自動承接、密封月球樣品，并保證樣品完好無缺地送回地球。
面對這一艱巨任務，研制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，研制團隊經過多方案的篩選驗證，設計采用了特定封口方案。封口器采用扭轉密閉式結構，并進行大應變材料設計，具有低力載、高可靠的特點，且長時間處于大變形承載狀態下不發生應力松弛現象，實現簡單可靠的封口。
針對采集的月壤樣品具有可變形特征，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“人類首次月背自動采樣返回”目標又向前邁進關鍵一步。(完)