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　　嫦娥五號任務(wù)成功發(fā)射后, 經(jīng)地月轉移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行、動(dòng)力下降等飛行過(guò)程, 于2020年12月1日著(zhù)陸在月球北緯43.1°、西經(jīng)51.8°的風(fēng)暴洋東北部預選著(zhù)陸區，現已將著(zhù)陸區命名為“天船基地”(Statio Tianchuan)，這也是繼阿波羅11號任務(wù)靜海基地、嫦娥四號任務(wù)天河基地之后的第三個(gè)以“基地”命名的月面地理實(shí)體。12月2日，完成了月面鉆取采樣、表取采樣與密封封裝, 共獲取月球樣品1731克，成為人類(lèi)歷史上無(wú)人自動(dòng)采集月球樣品最多的一次。

　　看點(diǎn)1:挑戰未知——新區域、新環(huán)境、新設計第一個(gè)挑戰是著(zhù)陸環(huán)境和地質(zhì)條件的不確知。嫦娥五號著(zhù)陸點(diǎn)選擇了一個(gè)獨具特色的、探測器從未到達過(guò)附近區域的位置，著(zhù)陸點(diǎn)的精細月表環(huán)境和月面下的地質(zhì)條件事前未知，這給采樣和封裝設備的溫度適應性、采樣機構的樣品獲取能力、采樣和封裝控制策略的自主適應性和工作程序的動(dòng)態(tài)調整能力提出了更高的要求。第二個(gè)挑戰是工作時(shí)間短，工作項目多。嫦娥五號著(zhù)上組合體在月面工作總時(shí)長(cháng)約2個(gè)地球日, 實(shí)施月面采樣封裝及多項科學(xué)探測活動(dòng), 并完成月面起飛準備等工作, 時(shí)間十分寶貴。兩種采樣方式涉及區域廣, 樣品封裝要求高, 工作環(huán)節復雜, 這種短期高集中工作模式加大了產(chǎn)品熱設計、操控設計的難度, 也對采樣封裝的感知、規劃、操控以及天地鏈路信息傳送的快速性、正確性、可靠性提出了更高的要求。

　　看點(diǎn)2:鉆取采樣——小鉆頭，大能耐

　　由于月面環(huán)境及鉆進(jìn)角度的不可確知，這對鉆取采樣裝置的設計提出了極大的考驗。當我們在地球上進(jìn)行鉆探工作時(shí)，往往會(huì )根據不同的鉆進(jìn)目標選擇不同的鉆頭類(lèi)型。但面對目標特性未知的月球鉆取，鉆頭需要具有寬范圍適應能力。嫦娥五號探測器使用的鉆頭由特殊的硬質(zhì)合金材料制造，確保能夠應對各種硬度和類(lèi)型的目標材質(zhì)。鉆桿長(cháng)度雖然超過(guò)2.5米，但主體材料采用鋁基碳化硅材料，設備重量降到最輕。鉆桿內部則裝有高柔韌度、高強度的取芯軟袋。鉆進(jìn)過(guò)程中，外層月壤通過(guò)切削刃與旋翼排粉的方式排出，鉆頭取芯通道的內層月壤被切割后進(jìn)入取芯袋。軟質(zhì)取芯袋的末端采用特殊的高彈性記憶合金進(jìn)行封口處理，確保采集到的樣品不會(huì )灑漏。隨后，整形機構轉動(dòng)，將裝有月壤樣品的取芯袋從取芯鉆具中提拉出來(lái)，有序纏繞在鉆取樣品初級封裝容器內，之后將鉆取樣品初級封裝容器分離，使之掉入密封封裝裝置內部，完成月壤的鉆取采樣與封裝。

　　看點(diǎn)3:表取采樣——靈活自如的機械臂為了獲取多點(diǎn)多類(lèi)的表面月球樣品，嫦娥五號探測器設計了大臂展、輕量化、大驅動(dòng)力矩的機械臂，配置鏟挖和旋挖兩種不同的采樣器，安裝了近攝和遠攝兩個(gè)視覺(jué)相機。這套復雜的裝置功能強大。機械臂就像是人類(lèi)身體的一部分，仿生人類(lèi)肩、肘、腕手臂工作特點(diǎn)，設計了四自由度活動(dòng)關(guān)節，運動(dòng)靈活。鏟挖采樣器前端由搖臂鏟和伸縮鏟組成，搖臂鏟的外形呈勾狀，邊緣部分設計成細齒狀，伸縮鏟的外形呈鏟狀金屬罩，可通過(guò)鏟、夾等方式獲取月壤樣品。鏟挖開(kāi)始前，將鏟挖采樣器調整至水平狀態(tài)，搖臂鏟打開(kāi)，伸縮鏟往后收縮，鏟挖時(shí)，搖臂鏟圓弧運動(dòng)完成月壤鏟挖，月壤保持在搖臂鏟中，隨后，伸縮鏟往前推出，與搖臂鏟形成閉合空間，避免月壤樣品灑出。旋挖采樣器適用于特定形態(tài)的月壤樣品，采用了振動(dòng)吸納式管狀取芯設計。由于鏟挖采樣器工作十分順利，在本次任務(wù)中未使用旋挖采樣器。

　　看點(diǎn)4: 天地一體操控——決勝千里之外月面采樣封裝任務(wù)要在短時(shí)間內完成一系列復雜的高精度操作，涉及大量的地月間信息指令傳輸和系統間協(xié)同。嫦娥五號任務(wù)采用“地面提前驗證、月面協(xié)同實(shí)施”的采樣封裝器地一體化操控方案，突破了月面鉆取、表取、樣品轉移及精準操控的技術(shù)，通過(guò)"支持中心、飛控中心、探測器"三位一體的天-地交互操作工作模式，實(shí)現了安全、高效、多樣的預定采樣目標。同時(shí)通過(guò)原位探測，建立了月球樣品現場(chǎng)數據與地面分析數據的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為相關(guān)月球科學(xué)研究提供了更豐富、全面的數據支撐。