嫦娥六号成功“挖土”所用“铁锹”既轻且韧

作者: 郝晓明

来源: 科技日报

发布日期: 2024-06-11 07:30:49

嫦娥六号在月球背面南极-艾特肯盆地完成智能快速采样,使用由中国科学院金属研究所研制的铝基复合材料钻杆和轻质铝合金取芯管,这两款工具在嫦娥五号任务后再次成功应用。

6月2日至3日,嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样,并按预定形式将样品封装,存放在上升器携带的贮存装置中,这要求在月球上使用的“铁锹”既轻且韧。记者了解到,执行此次“挖土”任务的关键工具——铝基复合材料钻杆和轻质铝合金取芯管,均由中国科学院金属研究所精心研制。这是继在嫦娥五号获得成功应用后,这两款工具又一次在月球完成“挖土”任务。

据介绍,钻取采样装置设计长度为2.5米,一共有三层结构。其最外层是可以旋转钻进的外钻杆,紧靠外钻杆的是取芯管,取芯管的外面包裹着一条长长的袋子——取芯袋。当钻头向下钻进时,取芯袋也会跟随着取芯管向下运动,而钻取到的月壤岩芯则会被顶进袋内,这个过程有点像“穿袜子”。取样后,取芯袋以缠绕的方式,将“土”存放在钻取初级密封装置上。

外钻杆是由碳化硅颗粒增强铝基复合材料制造,是月球钻取采样机构中的关键部件。相关团队通过研发铝基复合材料大尺寸坯锭及多道次变形加工工艺,研制出高强韧铝基复合材料挤压棒材、锻件和厚壁管材,实现了材料性能和稳定性的大幅提升。尤其针对钻杆用材开展材料高取向微观结构设计,在保证耐磨性的同时,实现了材料高强塑性匹配。

取土的取芯管,则采用了两种轻质异形铝合金制造。为了应对月球背面取土的极端环境,该团队克服了重重技术难题,成功研制出具有轻量化结构的外护管和芯管零部件,为嫦娥六号的月背自动采样任务提供了坚实保障。

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