【科技视野】 “嫦娥”赴月球“挖土”
王石川雷嘉
11月24日4时30分，在海南文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，火箭飞行约2200秒后，顺利将探测器送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅。国际顶尖科学期刊《自然》发表文章，评价嫦娥五号月面采样的位置“选址十分明智”。
月球“挖土”需要多长时间
嫦娥五号在月面工作的时间约2天，总飞行时间约23天。有望实现中国航天史5个“首次”：首次月面自动采样，首次月面起飞上升，首次实现月球轨道交会对接，首次带月壤高速再入返回地球，首次大规模进行月壤样品的存储、分析和研究。其中，嫦娥五号计划在月球吕姆克山附近着陆并采集月壤。为此，设计师们设计了两种“挖土”模式：钻取和表取，花2天时间采取深钻、浅钻、“铲土”“挖土”“夹土”等方式，采集约2千克月壤并密封封装送回地球。
月面采样技能有哪些
“有了金刚钻，才揽瓷器活”，在月面钻取式“挖土”靠的是钻取子系统，其核心部件就是钻头。嫦娥五号独创的钻头为双排钻牙阶梯构型，具备对8级硬度岩石的钻进能力。同时有针对不同颗粒度月壤进行切削、拨、挤、排的能力。
至于表取式“挖土”，靠的则是特定的机械臂：末端即腕关节上有两个采样器，一个像带钩子的铁锹，可转动挖取样品；另一个为花瓣状结构，可旋转将黏结的月壤破碎，从而获得相对较深的样品。
如何把月壤样品带回地球
辛苦“挖”来的月壤样品，将由返回器携带回地球，预计降落在内蒙古四子王旗着陆场。返回器从38万公里远的月球风驰电掣般向地球飞来，飞行速度接近每秒11千米的第二宇宙速度，而一般从近地轨道返回的航天器速度大多为每秒8千米的第一宇宙速度。为保证返回器安全顺利降落，必须让其减速飞行。为此，设计师们创新提出“半弹道跳跃式再入返回”技术方案，就像在太空打水漂一样，整个再入返回过程就是让返回器先是高速进入大气层，再借助大气层提供的升力跃出大气层，然后以第一宇宙速度扎入大气层，返回地面。
（摘自《羊城晚报》《北京青年报》）
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