探月三期工程总师胡浩披露嫦娥五号的美中不足:钻取采样没能钻到两米深度
来源:巅峰高地
月表采样面临着多个难以估量的风险点,只有着陆器登月之后我们才能获取真实的月面地质信息。之所以没能钻到两米深度在巅峰高地看来原因是多方面的:
1.钻杆需要稳固的支撑机构,因此着上组合体钻杆无法摆动,只能以固定角度下钻,遇到岩石层就难以继续下钻;
2.嫦娥五号着上组合体配置的钻杆实际上具有一定的岩石钻进能力,既然可以钻为什么不继续钻呢?
该钻杆学名叫做“外螺旋回转冲击钻”,钻杆有多层结构,最外层是用于钻进的钻杆,紧贴外层钻杆的是内钻杆,内钻杆不转动,软质取芯袋则套在内钻杆上,随着钻杆下钻,取芯袋拉起,月壤自动进入袋中,如此设计的好处是可以在不破坏月壤层区分布的基础上获取月面深部样本,利于地质团队更全面的分析月壤。
没有强行下钻的原因在于,月岩会在取芯袋中形成结节,不利于钻取初级封装容器的整形缠绕,甚至会导致整个钻取任务的失败。同时钻取月岩需要消耗大量时间资源,嫦娥五号着上组合体根据月午工况,以及随后到来的月面发射窗口限制只有48小时工作时间,钻取消耗时间过长必然导致后续其他工作时间的压缩。
3.得益于嫦娥五号的月轨自动交会对接方案,着上组合体可以有更多余力搭载冗余设备,四自由度表取采样机械臂就是钻取采样的最强备份。
钻取任务结束后表取机械臂连续成功实施了12次采样任务,提前将表取初级封装容器装满。
四自由度机械臂是钻取采样的最强备份,而四自由度机械臂自身也配置有冗余设备,既用于月面表层浅层钻取任务的采样器乙。
如果着上组合体着陆的月面过于坚硬,就可以启用采样器乙,而该采样器自始至终都没有启用,这得益于嫦娥五号着陆区选择的科学性,以及基于机器视觉理念登月控制系统的完美表现。
此外,胡浩总师还披露,曾经有一位老专家强烈反对嫦娥五号的设计方案,认为机构运动太多、环境太复杂、执行可靠性太低,因为每一个任务节点都是瓶颈式难点,任何一个环节的失败都将导致整个任务的失败。
航天技术发展总是要向前走的,我们的嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥五号T1、嫦娥四号,连续突破近月制动、绕月运行、月面软着陆、地月转移、月地转移、高速半弹道跳跃式再入返回等一系列核心技术不正是一步步向前走的生动实践。
如果我们象苏联那样只为获取百八十克月壤大可以选择更简单的月面直接起飞方案,例如,苏联最成功的月球-24号也只配置了钻取采样机构,获取的月壤仅170克,连嫦娥五号采样量的十分之一都不到。
嫦娥五号的成功是建立在科学论证基础上勇于挑战艰难险重任务的成果,而月球轨道自动交会对接方案的成功实施也将为后续载人月球工程打下坚实基础。