样品 “嫦五”落月 为何只拟获取2公斤样品带回地球?

12月1日 23 时 11 分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区,并传回着陆影像图。
12月1日22时57分,嫦娥五号着陆器和上升器组合体从距离月面约15公里处开始实施动力下降,7500牛变推力发动机开机,逐步将探测器相对月球速度从 约1.7 公里/秒降为零。期间,探测器进行快速姿态调整,逐渐接近月表。此后进行障碍自动检测,选定着陆点后,开始避障下降和缓速垂直下降,平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
“嫦娥五号”之所以选择在月球上最大的月海——风暴洋北部的吕姆克山脉附近降落并实施采样,是因为科学家认为,这一区域比起之前美国和前苏联落月采样的区域,从地质上来说,可能存在比较年轻的玄武岩,如果能获得这里新的样本,将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。
根据任务计划,“嫦娥五号”计划在月球获取2公斤左右的样品并带回地球。那么这2公斤的重量是如何确定的呢?
嫦娥五号首次月球采样 拟获2公斤样品 >>
我国通过嫦娥一号到嫦娥四号多次任务的技术积累,希望在嫦娥五号月球采样任务中能够达到公斤级的目标。而为了保证任务的成功,并结合火箭运载能力,采样2公斤是一个较为合理的结果。
样品 “嫦五”落月 为何只拟获取2公斤样品带回地球?
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国家航天局探月与航天工程中心副主任 探月工程三期副总设计师 裴照宇:我们以两公斤作为输入去设计探测器,这个探测器就达到了8.2吨。如果我们要增加样品的量,整个探测器很多指标都会增长,就会超过火箭的运载能力。
样品 “嫦五”落月 为何只拟获取2公斤样品带回地球?
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为了提高采样的可靠性,增加样品的多样性,嫦娥五号任务将通过钻取和表取两种方式采集样品。
样品 “嫦五”落月 为何只拟获取2公斤样品带回地球?
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国家航天局探月与航天工程中心副主任 探月工程三期副总设计师 裴照宇:比如说钻取,初步考虑是0.5公斤,表取是1.5公斤,这是我们的设计安排。
样品 “嫦五”落月 为何只拟获取2公斤样品带回地球?
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裴照宇表示,嫦娥五号任务的主要目标是完成月球采样并返回。当着陆器成功着陆月球表面后,要在有限时间里完成地形勘察、钻取和表取等多项工作。尽管设定了2公斤的采样量,但这并不能作为最终衡量任务成败的标准。
样品 “嫦五”落月 为何只拟获取2公斤样品带回地球?
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国家航天局探月与航天工程中心副主任 探月工程三期副总设计师 裴照宇:我们的目标是采样返回,要采到样品返回地球,这是我们的考核指标。这两公斤是一个设计值,我们并不能把这两公斤或多或少作为评判任务成功的一个硬指标。
两种方式 共同完成取样任务 >>
2公斤的样品又该在着陆后用什么方式采集呢?探月工程三期副总设计师裴照宇在介绍他们设计安排的数据时提到了两个采集名词,他说:“钻取”初步考虑0.5公斤,“表取”1.5公斤,用这两种方式共同来完成采样任务。而这种设计是研制团队为了提高这一次采样的可靠性、以及样品的丰富性而设计的。那么什么是钻取和表取?
样品|“嫦五”落月 为何只拟获取2公斤样品带回地球?】· 表取:在月球的表面无人自主采集样品
首先来介绍一下表取,顾名思义,就是在月球的表面采集样品。但与其他国家的月球样品采集方式不同的是,我国的嫦娥五号任务将以无人自主的方式进行样品采集。
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航天科技集团五院 嫦娥五号探测器主任设计师 姜水清:从全球来讲,它表取也是全球首次月面无人自主采样一个任务。为了实现这个任务,我们实际上是设计了三个产品,有个四自由度采样机械臂,然后末端又带了两种采样器,一种是可以实现铲挖,一种是可以实现浅钻,来实现不同类型月壤的一个采集。
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按照规划,采样机械臂将在着陆点周边区域进行多次采样工作。
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航天科技集团五院 嫦娥五号探测器主任设计师 姜水清:它在整个着陆器的可达范围内,它都可以采样。假设咱们的着陆点不是那么理想,如果是有一个大石头,我采不动,我可以给它稍微换一个地方,稍微软一点,我肯定就能保证能采到一定的样品。

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