科技日報沈陽6月4日電(記者 郝曉明)6月2日至3日,嫦娥六號順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能快速采樣,并按預定形式將樣品封裝,存放在上升器攜帶的貯存裝置中,這要求在月球上使用的“鐵鍬”既輕且韌。記者了解到,執(zhí)行此次“挖土”任務的關鍵工具——鋁基復合材料鉆桿和輕質鋁合金取芯管,均由中國科學院金屬研究所精心研制。
這是繼在嫦娥五號獲得成功應用后,這兩款工具又一次在月球完成“挖土”任務。據介紹,鉆取采樣裝置設計長度為2.5米,一共有三層結構。其最外層是可以旋轉鉆進的外鉆桿,緊靠外鉆桿的是取芯管,取芯管的外面包裹著一條長長的袋子——取芯袋。當鉆頭向下鉆進時,取芯袋也會跟隨著取芯管向下運動,而鉆取到的月壤巖芯則會被頂進袋內,這個過程有點像“穿襪子”。取樣后,取芯袋以纏繞的方式,將“土”存放在鉆取初級密封裝置上。
外鉆桿是由碳化硅顆粒增強鋁基復合材料制造,是月球鉆取采樣機構中的關鍵部件。相關團隊通過研發(fā)鋁基復合材料大尺寸坯錠及多道次變形加工工藝,研制出高強韌鋁基復合材料擠壓棒材、鍛件和厚壁管材,實現(xiàn)了材料性能和穩(wěn)定性的大幅提升。尤其針對鉆桿用材開展材料高取向微觀結構設計,在保證耐磨性的同時,實現(xiàn)了材料高強塑性匹配。
取土的取芯管,則采用了兩種輕質異形鋁合金制造。為了應對月球背面取土的極端環(huán)境,該團隊克服了重重技術難題,成功研制出具有輕量化結構的外護管和芯管零部件,為嫦娥六號的月背自動采樣任務提供了堅實保障。