香港理工大学为国家首个月球采样返回任务研发太空仪器

由香港理工大学(理大)科研人员专为嫦娥五号研制的月球「表面采样执行装置」,将参与国家首个月球采样返回任务。今天搭载于长征五号运载火箭的嫦娥五号已成功发射,理大的「月球表面采样执行装置」预计于12月初于月球表面展开采样工作。

这项历史性的研发工作由理大工业及系统工程学系钟士元爵士精密工程教授、精密工程讲座教授及副系主任容启亮教授率领团队共同研发,团队主要成员包括理大工业中心暂任总监谭惠民博士。

嫦娥五号是中国探月工程第三阶段的月球探测器,是中国首个月球采样计划,这次任务是要采集约两公斤的月球表面样本返回地球。嫦娥五号由轨道器、上升器、着陆器和返回器四个部分组成。至于理大研发及制造的「表取采样执行装置」,则载于嫦娥五号的着陆器上,执行装置包含两个可抵受摄氏200度的采样器,用于收集松散和黏性两类月球样本;两台高温的近摄相机,可在样本采集过程中发挥监察和指导功能;以及初级封装系统,用以将样本密封并保存于样本容器中。在月球表面的采样工作完成后,机械臂会通过视像引导将理大研制的样本容器提起,并放入上升器内。随后,上升器会离开月球表面进入月球轨道,与轨道器交合对接,并将样本容器转移至返回器,以便将样本运返地球。

理大校长滕锦光教授表示:「理大有机会长期参与国家太空探索项目,为国家研制高度精密的太空仪器作出努力,我们感到非常荣幸。在这次嫦娥五号探月工程中,理大的科研团队凭借多年来在国内外航天项目中所累积的宝贵经验,通过创新思维及采用高端技术,研制了其中一组关键的采样仪器,为在月球表面的采样工作取得了突破。理大将秉持『开物成务,励学利民』的校训,希望通过严谨、卓越的科研工作,继续为嫦娥六号及国家其他太空任务作出重要贡献。」

容启亮教授及其团队凭借他们对月球环境的研究基础及多次探月任务的丰富经验,于2011年开始着手研究和开发「表取采样执行装置」,并于2017年完成此项目。容启亮教授表示:「这次的月球采样返回任务在技术上非常复杂。团队进行了最少六次装置制造及交付,以通过太空仪器的验证过程。此外,我们也与中国空间技术研究院专家保持密切沟通,在产品前期研究及系统设计上力求尽善尽美。 」

「表取采样执行装置是嫦娥五号采样返回任务的一个关键部分。我们很荣幸能担此重任,在这次历史性的航天项目中获委以这项意义重大而极具挑战的工作。」容教授续说。

此外,理大土地测量及地理信息学系吴波教授也研发创新技术,以进行高精确度和高解像度的三维地形测绘及地貌分析,研究嫦娥五号着陆区的地形地貌特征,协助选取嫦娥五号的着陆点。

理大是香港唯一拥有国际太空任务实战经验的高等院校,自2010年起在国家的太空探究项目方面一直不遗余力。为支持国家的探月工程,容教授多年来与中国空间技术研究院的专家携手研制出多项太空仪器,包括应用于2013年嫦娥三号及2019年嫦娥四号的月背探测任务的「相机指向机构系统」,以及2020年应用于天问一号的「落火状态监视相机」。理大团队的「表取采样执行装置」也将应用于嫦娥六号探月任务。

理大多年来积极参与不同的太空探索项目,研制各项先进的太空仪器,包括为欧洲太空总署2003年火星快车任务研发「岩芯取样器」,以及为2011年的中俄联合探索火星任务研发「行星表土准备系统」。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

香港理工大学为国家首个月球采样返回任务研发太空仪器
理大研发及制造的「表取采样执行装置」,包含两个可抵受摄氏200度的采样器,用于收集松散和黏性两类月球样本。图(一)用于收集黏性月球样本。
香港理工大学为国家首个月球采样返回任务研发太空仪器
理大研发及制造的「表取采样执行装置」,包含两个可抵受摄氏200度的采样器,用于收集松散和黏性两类月球样本。图(二)用于收集松散月球样本。
香港理工大学为国家首个月球采样返回任务研发太空仪器

理大研制的初级封装系统,用以将月球样本密封并保存于样本容器中。

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