祝贺嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回！抢鲜预订《月球无人钻取采样器设计技术》|嫦娥六号|月球无人钻取采样器设计技术|月球样品|月球背面|航天工程

2020年12月17日，嫦娥五号返回器安全降落于四子王旗着陆场，成功带回了从月球钻取采集而来的珍贵样品。这标志着我国嫦娥五号探测器的月球采样返回任务取得了圆满成功。

图1 嫦娥五号探测器工作流程

图2 嫦娥五号探测器返回地球

2024年6月2日，作为嫦娥五号孪生兄弟的嫦娥六号成功着陆月背南极-艾特肯盆地，并在随后几天出色地完成了世界首次月球背面采样和起飞，成功将上升器送入预定环月轨道，顺利实现月球轨道交会对接与在轨样品转移。6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，实现世界首次月球背面采样返回。

嫦娥六号在轨钻取工作采样视频

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祝贺嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回！抢鲜预订《月球无人钻取采样器设计技术》

嫦娥六号钻取采样动画

面临战略性、挑战性的地外天体钻探任务，满怀月球科学研究梦想，唯有创新，才能识别不确知性，唯有攻关，才能覆盖不确定性，唯有专注，才能够研制复杂系统，实现在轨作业。

面向月面钻取采样这一艰巨任务，国家组建了由北京卫星制造厂有限公司和哈尔滨工业大学等优势单位为一体的月面钻取采样联合研制团队。早在2009年，联合团队提出了双管单动原位柔性取芯方法，解决低重力环境干粉钻进、原位进样难题，实现获取保持层序信息月壤样品，提出了样品定型约束形状与月面转移方案。

在2011年国家任务立项后，研制团队充分发挥了举国体制的优势，航天工程部门和各高等院校以及中国科学院的科研院所纷纷投入优势力量，共同保障了钻取采样子系统的成功研制，开展了月球地质剖面特性调研分析与月壤模拟、月球采样机具与月壤物质相互作用机理、钻取式采样器关键技术攻关与产品总体设计，研究土力学性质等效的钻取用模拟月壤制备与拱筑，以包络着陆区复杂月壤剖面，取芯钻具设计与验证等预先研究工作，收纳为钻-表复合式月面采样方案的提出与固化、钻取采样装置工程研制奠定了坚实的技术基础。

研制团队开展了钻取式采样器设计技术，发明了一系列创新机构：大行程柔性牵引进尺驱动方法、回转-冲击双自由度一体化密珠轴系、凝聚挤、拨、切、冲、排、护多维度功能取芯钻具、一体化软袋、宽温域超弹性封口装置等。

创造性解决了力学等效性月壤组构、剖面层序信息保持、钻取采样总体设计与验证等系列技术与工程实现难题。提出了月壤钻取采样动作规划及交叉解耦方案，解决多功能相互耦合及复杂动作实现难题，实现了贯通四大核心功能、24种动作全链条安全作业，在轨成功应用，中国成为第三个从月球采回月壤样品的国家，也是第二个利用无人自主钻取采样方式获得月球样品的国家，单次钻取采样量也打破了历史记录。

嫦娥五号成功开展月球无人自主钻取采样任务，成就了我国科学家利用自己的样品从事月球科学研究的梦想。为我国地外天体无人探测任务积累了宝贵的经验和技术参考，助力于嫦娥六号任务及后续深空探测工程任务。

图3 钻取采样器组成及相互作用

图4 钻取采样器在探测器上布局

内容简介

面向月球钻取采样这一世界性难题，本书融入了研制团队十余年的科研成果和工程经验，将技术原理与工程实践相结合，系统论述了空间机械系统与月球钻探领域深度融合的钻取采样设计技术，构建了完整的技术体系。内容包括：双管单动、无滑差原位柔性取芯技术，采样机具与月壤颗粒流物质相互作用规律，无人钻取式采样装置总体设计、高适应性取芯机具设计技术，月壤钻取的钻进状态感知、对月壤钻取工况识别与钻取规程设计技术，钻取风险实时评估与快速定位及解决预案的有效处置等。

本书内容丰富，创新性强，是我国星球采样技术领域的专著，可为从事航天工程领域的科技人员及相关专业高校师生提供学习参考。

专家推荐

该书是研制团队十多年研制工作的全面总结，内容包括月球采样环境分析、钻取采样原理介绍、钻取采样总体设计、钻取采样结构和机构设计、取芯钻具设计、钻取月壤制备及试验验证技术等方面。内容系统完整，图文并茂，既有理论分析又有技术实现，是一本系统全面介绍地外天体钻取采样技术的专著。

中国科学院院士杨孟飞

月球无人自主钻取采样研究丰富和发展了星球采样探测技术，拓展了星球物质模拟与应用等国际前沿学术方向，形成的学术理论和工程经验为我国后续星球探测的创新发展奠定了重要技术基础。全书内容丰富，逻辑严谨，创新性强，是我国星球采样技术领域的首部专著。该专著可为从事航天工程领域的科技人员及高等学校相关专业研究生提供重要学习参考。

中国工程院院士邓宗全