深空探测

       1.  嫦娥五号

       嫦娥五号月球探测器是我国迄今为止系统复杂性和技术难度最高的航天工程。随着嫦娥五号探测器于2020年12月17日的顺利返回，以“绕、落、回”为标志的我国探月工程圆满收官。中国空间技术研究院北京卫星制造成有限公司承担了嫦娥五号探测器的着陆器、上升器和返回器的机构、热控、推进和月球土壤采样封装等分系统研制工作，其中月壤钻取子系统作为嫦娥五号任务的关键机构，圆满完成了我国首次月面无人采样，为嫦娥五号任务的圆满成功做出了重要贡献。

       为了保证嫦娥五号在月球表面苛刻的温度环境下顺利完成月球土壤采集和封装，北京航空航天大学材料科学与工程学院形状记忆合金团队经过数年潜心研究和技术攻关，为嫦娥五号的月壤钻取采集系统设计研发了新型记忆合金材料并制作了自动封口器件。该器件作为嫦娥五号月壤钻取采集系统的关键部件，圆满完成了月壤钻取采集过程的自动封口任务，为我国重大航天工程项目作出了贡献。

                      图1 嫦娥五号月壤钻取采集系统自动封口器

       2.  嫦娥六号

       经过从地球到月球，再从月球返回地球的星际旅行，携带着“月背土特产”的嫦娥六号返回器顺利归来，标志着人类航天器首次月背采样返回之旅圆满完成，在人类探月历史上书写了浓墨重彩的一笔。嫦娥六号探测器着陆区位于月球背面的南极-艾特肯盆地区域内，这片区域是月球最古老、最大的陨石撞击坑，具有极高的科学价值，因此在这里开展世界首次月背采样任务备受国内外广泛关注。

       月球表面为高真空、高低温、月尘综合环境，要将38万公里之外的月球样品在无人条件下进行打包封装，历经空间飞行，再入返回过程中经过力、热等复杂环境后不被地面环境污染，维持月球样品原态，这就需要研制一套专门的装置，能够在月表自动承接、密封样品，最终保证样品完好无缺地送回地球。面对自主采样返回的艰巨任务，亟需突破多项关键核心技术，确保嫦娥六号完成自动密封任务。

       为保证取得的样品在提芯的过程中不发生掉落，研制团队经过多方案的筛选验证，设计采用了特定的封口方案，封口器采用扭转密闭式结构，并进行大应变材料设计，具有低力载、高可靠的特点，且长时间处于大变形承载状态下不发生应力松弛现象，实现了简单可靠的封口。针对采集的月壤样品具有可变形特征，嫦娥六号探测器还专门设计了特殊的提芯拉绳，确保取芯软袋具有确定的几何形状，方便样品传送和转移。

                      图2 嫦娥六号月背“挖土”自动密封技术