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洮南喝茶新茶老班章快餐外卖推荐,嫦娥六号如何实现月背“挖宝”?解锁那些关键设备,月球,探测器,着陆
2024-06-09 04:33:01
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嫦娥(e)六号日(ri)前(qian)完成世(shi)界首次月球背(bei)面采样。从6月2日(ri)到6月6日(ri)这几天时间里,嫦娥(e)六号在月球上完成的一系列关键动作。降落月面、采集月壤、封装、拍照、月面起飞、交会对接……等等一系列动作可以说是一气呵成,干得漂(piao)亮(liang)。

现在,携带着月球背(bei)面土壤的嫦娥(e)六号轨道器和返回器组合体(ti),正在环月轨道上飞行,大约再过12天左右(you),等待一个合适(shi)的窗口就(jiu)动身返回。

月壤“珍宝”即将来到地(di)球,在这场环环相扣、步步关键的“太空接力”中,有不(bu)少高科技的应用,确保了步步关键成为步步稳健。解锁(suo)嫦娥(e)六号“太空挖宝工具箱(xiang)”,了解几个在“挖宝”过程中起到关键作用的关键设备(bei),看看它们究竟是怎么让嫦娥(e)六号落得下去、看得清楚、挖得到宝。

三个敏感器接力协作 确保安全着陆

与(yu)月球正面相比(bi),月球背(bei)面布满了大大小小的撞击坑,怎么才能让嫦娥(e)六号安全着陆在一块相对平坦的区域上,实现“落得准”呢,这就(jiu)需要(yao)让探测(ce)器拥有“眼(yan)睛”和“耳朵”,能够眼(yan)观六路、耳听(ting)八方,嫦娥(e)六号自(zi)身携带了三个敏感器,通过敏感器的接力协作,把要(yao)降落的地(di)方看清楚、判断准,确保嫦娥(e)六号实现稳稳落月。

嫦娥(e)六号携带了许多敏感器,这些敏感器就(jiu)像是探测(ce)器的眼(yan)睛和耳朵,它们通过光学、微波等方式自(zi)动判断具体(ti)的着陆地(di)点。这些敏感器就(jiu)包括中国科学院上海技术物理研究所研制(zhi)的激(ji)光测(ce)距敏感器、激(ji)光测(ce)速敏感器和激(ji)光三维成像敏感器。

激(ji)光测(ce)距敏感器:测(ce)量与(yu)月背(bei)表面距离(li)

其中,激(ji)光测(ce)距敏感器向月面发射(she)激(ji)光光脉冲,通过测(ce)量月面回波脉冲信号与(yu)激(ji)光发射(she)脉冲信号的时间间隔,时刻(ke)提醒着上组合体(ti)跟月背(bei)表面还有多远的距离(li)。

嫦娥(e)六号激(ji)光测(ce)距敏感器副主任设计师 程鹏飞:它是嫦娥(e)六号最早开机的一台载荷,它从距离(li)月面大概30公(gong)里处开始工作,直至探测(ce)器软着陆,全程都要(yao)为嫦娥(e)六号探测(ce)器提供精确的距离(li)信息。

激(ji)光测(ce)速敏感器:速度测(ce)准着陆才稳

当嫦娥(e)六号着陆器下降到距离(li)月表3公(gong)里处时,激(ji)光测(ce)速敏感器开始工作,它主要(yao)解决速度测(ce)量的问题,速度测(ce)得越准,着陆才能越稳。简(jian)单(dan)来说,激(ji)光测(ce)距敏感器和激(ji)光测(ce)速敏感器的作用是在下降过程中给着陆器提供实时距离(li)和速度信息,确保着陆精度和安全;而着陆点的选取则依靠激(ji)光三维成像敏感器。

三维成像敏感器:可识别(bie)0.2米的坑

嫦娥(e)六号激(ji)光三维成像敏感器主管设计师 李铭:在距月球100米左右(you)的一个距离(li)的时候,嫦娥(e)六号着陆器会悬停(ting)在月球的上空,我们的激(ji)光三维成像敏感器会开机工作,在0.25秒的时间内对月球30度乘30度这样一个范围的地(di)形进行精细(xi)的三维成像探测(ce),可以获得五厘米的精度,作用是可以寻(xun)找一个平坦的安全着陆区,把嫦娥(e)六号降下去,防止出现坑或者是障碍。

激(ji)光三维成像敏感器的测(ce)量有多精准呢?专家介绍,它能在空中把0.2米的坑和石头区别(bie)出来,帮助探测(ce)器自(zi)主判断落地(di)区域是否存在障碍;而且在着陆器悬停(ting)的过程中,它仅有三次作出判断的机会,做到又快又准,三个敏感器接力协作,才保证了此次嫦娥(e)六号选取了安全的着陆点成功在月背(bei)软着陆。

“月壤鹰眼(yan)” :月球矿物光谱分析仪(yi)

安全软着陆后,嫦娥(e)六号在月球背(bei)面完成了“挖土”采样的任务,在这个过程中,月球矿物光谱分析仪(yi)开机工作,它就(jiu)像一个“鹰眼(yan)”,能够快速进行光谱探测(ce)、识别(bie)采样区域的矿物成分,还具备(bei)了对月球水(shui)检测(ce)的能力。

专家告诉我们,在嫦娥(e)六号探测(ce)器顺利登陆月背(bei)之后,只有约48小时的月面工作时间,月球矿物光谱分析仪(yi)是在探测(ce)器收集表面月壤时工作的,它需要(yao)在“挖土”前(qian)和“挖土”后,分别(bie)对月壤光谱特征信息进行记录。

中国科学院上海技术物理研究所月球与(yu)深空探测(ce)系列载荷指挥 舒嵘:将来我们样品取回来以后,就(jiu)可以知道样品在月球表面的时候,它的背(bei)景参数,相当于(yu)地(di)质(zhi)背(bei)景,知道它取样的环境是个什么样。我只取了一部分样品,但是剩下的样品它是什么样的一个光谱特征,这样实际上就(jiu)为科学家的样品分析,做一些背(bei)景数据。

据介绍,此次月球矿物光谱分析仪(yi)用上了月球表面原位光谱探测(ce)技术,国际上首次实现了在月表复杂场景下对矿物的近距离(li)且不(bu)破坏(huai)赋存状态的高分辨率光谱实时探测(ce)。

不(bu)仅分析了采样区的矿物组成分布,月球矿物光谱分析仪(yi)还特别(bie)关注月壤中是否含有月球水(shui)的存在,为破解与(yu)揭示月球起源与(yu)演(yan)化等科学难题提供了独特的新(xin)视角(jiao)。

钻取设备(bei)长2.5米 怎样采样和储存?

嫦娥(e)六号首次在月球背(bei)面“挖土”取样,仍(reng)然采用了“表取”和“钻取”和两种方式。“表取”就(jiu)是小铲子铲土,“钻取”就(jiu)是用钻杆钻土,然后储存起来。其中的钻取设备(bei),钻杆有两米多长,它是怎么实现取样的?关键是,这么长的样品它是怎么储存到那么小的密封装置里的呢?嫦娥(e)六号的钻取设备(bei)比(bi)嫦娥(e)五号的又有哪些创新(xin)?到这个设备(bei)的研制(zhi)单(dan)位去看一看↓

据介绍,此次嫦娥(e)六号“钻取”所用的采样装置共(gong)有三层结构,设计长度为2.5米,最外层是外钻杆,紧靠外钻杆的是取芯管,取芯管的外面包裹着一条取芯袋(dai)。当钻头向下钻进时,取芯袋(dai)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(dai)内,这个过程有点像“穿袜子”。取样后的取芯袋(dai)以缠绕的方式,存放在钻取初级密封装置上。

中国科学院金属研究所研究员(yuan) 马宗义(yi):钻杆在钻取的时候必须得耐磨,不(bu)能有大的变形,如果变形比(bi)较大的话,月壤就(jiu)取不(bu)回来了。得保证它有足够的塑性和韧性,使它在整个运转的过程中、在钻取过程中不(bu)会发生开裂。

外钻杆是嫦娥(e)六号钻取采样设备(bei)中的关键部件,为了保证它钻取有力度、不(bu)易变形,同时重量能够进一步减(jian)轻,中国科学院金属研究所科研团队进行了一系列探索,最终研制(zhi)出了高强韧铝基复合材料挤压(ya)棒材、锻件和厚壁管材,实现材料性能和稳定性的大幅提升(sheng),用这些材料制(zhi)作的钻杆耐磨性和强度可以与(yu)钢材媲美,同时重量减(jian)轻了65%。另外,科研团队对取芯管也进行了全面升(sheng)级,采用两种轻质(zhi)异形铝合金制(zhi)造,使得钻取装备(bei)的整体(ti)重量进一步减(jian)轻。

中国科学院金属研究所研究员(yuan) 姜海昌(chang):我们这个管子要(yao)求是一体(ti)化成型的,我们可以看到它特别(bie)长,为了在登月过程中减(jian)轻重量,所以它这个壁要(yao)求很薄,对我们的加工造成很大的困难。所以在整个制(zhi)造过程当中,我们不(bu)断地(di)在更换制(zhi)造的模具、夹具,进行相应的生产。

来源:央(yang)视网

发布于(yu):北京市(shi)
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