在人类探索宇宙的征途中,一项新的里程碑被悄然树立。中国嫦娥六号探测器成功从月球背面采集了1935.3克月壤,这一成就不仅标志着人类首次从月球背面获取了宝贵的月球样本,也为科学研究提供了前所未有的宝贵资料。
在这次任务中,中国航天科技集团有限公司的研发团队经历了无数个日夜的紧张与期待。张鼐,作为团队的一员,见证了这一历史时刻。他透露,嫦娥六号采集的月壤比四年前的嫦娥五号任务多出200余克,其中钻取方式的样本更是多出约60克。这些样本来自月球表面最大、最深、最古老的撞击盆地,蕴含着月球演化的重要线索。
为了应对月球采样过程中的种种挑战,研发团队特别设计了一款高性能的电机。这款电机体积小巧,仅相当于一个保温杯的大小,但功率却高达千瓦以上。在研制过程中,团队面临着电机体积、质量、功率和扭矩的多重考验。他们通过采用新材料、多级减速器、滚针轴承等“黑科技”,终于攻克了技术难关,设计出了这款适用于宇航环境的电机。
然而,电机的研制只是挑战的开始。团队还需要解决电路控制难题,确保电机在宇航环境中稳定运行。他们利用逆变升压技术提高电压、减小电流,并通过混合润滑方式,有效化解了热效应集聚,让整个机构受力更均匀。经过四代样机的反复打磨,团队成功研制出了国内首款星用高功率密度电机。
为了确保钻取采样任务的顺利进行,研发团队进行了大量的地面试验。他们利用地球上的火山灰、玄武岩等成分相近的原材料,研制出模拟月壤材料,并进行了数千次的钻取试验。通过不断分析和改进,团队总结出了3大类、46种工况,并制定了比《新华字典》还厚的预案。这些预案为实际采样任务提供了有力的保障。
2020年,嫦娥五号在执行首次月面采样任务时曾遭遇了一次惊心动魄的挑战。在提拉样品软袋的过程中,由于石块卡住管芯,导致提拉受阻。关键时刻,团队根据预案采取了复合性措施,成功将样品袋从钻杆内提取出来。这次经历让团队更加深刻地认识到预案的重要性,也为嫦娥六号任务的顺利进行提供了宝贵的经验。
在嫦娥六号任务中,钻取采样装置实现了软件自动读取、分析参数,并按程序自主操作。这一创新不仅提高了采样效率,也降低了人为干预的风险。在正常工况下,程序会根据实时数据控制电机升挡降挡、调节转速等;如果参数超出阈值,程序会自动停止钻进,并显示遇到的问题及对应预案。这种智能化的操作方式让团队在面对突发情况时更加从容不迫。