央广网北京12月3日消息(记者张棉棉)据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道,12月1日晚上11时左右,嫦娥五号探测器成功着陆月面后,开展了太阳翼展开、机构解锁等相关准备工作。北京时间12月2日4时53分,嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装。目前,着陆器和上升器组合体正按计划进行表取采样,也就是人们俗称的“月面挖土”。这一过程将如何完成?又存在哪些未知的风险和挑战?

  嫦娥五号探测器自动采样任务采用表钻结合,多点采样的方式,设计了钻具钻取和机械臂表取两种“挖土”模式。北京航天飞行控制中心嫦娥五号任务型号副总师于天一说:“从嫦娥五号实时下传的监视相机图像里可以看到,我们已经做了三次采样,落月之后,嫦娥五号已经完成了钻取采样,完成了三次的标取采样,中间做了一次载荷探测工作,目前整个探测工作比较顺利。”

  月面环境和我们熟悉的地球大不相同,月面白天温度约零上180摄氏度,夜间温度约零下150摄氏度,昼夜温差约330摄氏度。正是考虑到样品的种类、数量以及月球表面的不确定性,科学家们设计钻取和表取两种方式取得的样品大概比例为1∶3。中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢说,由于嫦娥五号本身是由上升器、着陆器、返回器和轨道器四部分共同构成,这个重8.2吨的“美女”体重已经大到不能再多一点分量,也就决定了它没有机会再携带巡视器替它完成勘探工作,同时,嫦娥五号着陆器又不能移动,所以约两米深度的钻取探测风险难度又上了一个新台阶。彭兢介绍:“钻取采样装置下面正下方的点是什么特性,我们事先是不知道的,万一碰到了特别坚硬的岩石,它有可能采不到,所以这个是有风险的,是最困难的地方。当然我们在地面也做了很多工作,实际上某一些坚硬的岩石在特定条件下,也可以通过钻头将坚硬的岩石表面打碎,然后取得一些颗粒状月壤,但是这些有很大的不确定性,这也是我们深空探测里面我个人认为比较有魅力的一个地方。”

  2日4时53分,着陆器和上升器组合体完成月球钻取采样及封装,开始表取,科学家们专门为表取采样方式设置了特定的机械臂。彭兢说:“这个机械臂和人手几乎是一样的。在末端,就是腕关节上有两个采样器。一个采样器类似于铲子,这个铲子的样子有点像带钩子的铁锹,通过接近月面的时候转动,能够从月面挖取样品。”

  彭兢介绍,在表取时将使用两种采样器,除了铲挖式,还有一种末端为花瓣状结构的采样器,它能通过旋转,破碎掉黏结在一起的月壤,从而获得相对较深的样品。彭兢说:“我们现在选定的风暴洋西北部这个地区带回来的样品,能够跟之前的样品放在一起,整体对月球形成演化的过程有更好的了解。样品有一定的不确定性,需要等到后面样品回来之后在地面开展了相关研究工作才能知道。”

  嫦娥五号探测器钻取几个小时就完成了任务,而表取会持续一天多的时间,为什么会有这么大的差别?国家航天局探月与航天工程中心三期部副部长王琼解释说:“因为钻取的过程我们是有预定深度的,我们只要达到了预定深度,钻取工作其实就是告一段落了,这个过程其实是相对可控的,但是表取我们首先实际上是机械臂进行采样,用机械臂这个过程有一个规划的过程,而且我们不仅仅是进行一次采样,我们可能要根据具体情况来选取多个采样点,可能要十几个采样点等等。”

  月球挖土取样完毕,如何封装也是一大技术难点。王琼说,钻取和表取实际上是一个有机整体,只有最后样品都收集完毕,放置于上升器顶部的密封封装装置才会最后“盖上盖”。王琼介绍:“我们钻取完之后先对钻取的取样产品进行初级封装,并且把初级封装放到位于上升器顶部的密封封装装置内,但这个时候不完全进行封盖,我们进行多次表取采样,再把表取样品也放进来,最后所有采样工作结束之后,我们再进行一个封盖,整个48小时我们的指令动作控制操作都是非常饱满的,基本上工作人员需要连轴转。”

  在月球取样封装之后,嫦娥五号将进行无人月面起飞、无人交会对接并以高速半弹道跳跃式载入返回技术返回地球。