17 декабря в 1:59, капсула с пробами лунного грунта, сброшенная китайским аппаратом «Чанъэ-5», успешно приземлилась на севере КНР. Капсула вернулась из района Океана Бурь на Луне, где данный аппарат успешно провел бурение и отобрал пробы грунта с поверхности Луны. Таким образом, была успешно выполнена первая китайская миссия по отбору проб внеземных небесных тел и возвращению этих проб на Землю. Это сделало Китай второй страной в мире, которая вернула беспилотный аппарат с образцами лунных пород.Отбор проб с поверхности Луны является одной из четырех основных технологий космической миссии «Чанъэ-5». В течение более чем десяти лет группы Академика Дэн Цзунцюаня, профессора Хуан Юйдуна, профессора Чжао Яна, профессора Чжан Сюеси в нашем университете старательно работали и получили ряд технических достижений для поддержки этой миссии.
Работа инженерного проекта с космической миссией «Чанъэ-5» началась в 2009 году. Профессор Дэн Цзунцюань руководил специальной работой по отбору проб и их упаковки с лунной поверхности иразработал схемуотбора иупаковки композитных образцов с поверхности Луны и буровой поверхности. С помощьюоднойзадачи стало возможно получить поверхностные и подземные пробы одновременно. Это первый подобный случай в мире.
С 2011 по 2013 год под руководством группы Дэн Цзунцюаня в сотрудничестве сОтделом генерального проектирования Китайской Академии космических технологий (CAST), Пекинским заводом по производству спутников и другими подразделениями, были завершены работы по миссиям: «Технология интеграции ипроверки конструкции подсистемы упаковки для отбора проб» и «Ключевая технология механизма отбора проб и прототип принципа». Две основные специальные исследовательские задачи решили технические проблемы отбора и упаковки композитных образцовс поверхности Луны и буровой поверхностии определили рабочий процесс нескольких сборов с помощью роботизированной «руки», централизованного хранения на промежуточной станции и одновременной передачи в упаковочный контейнер. Ключевая технология бурения лунной поверхности и отбора проб с помощью «двойной трубки — одиночного мешка» является основной особенностью. Был разработан инженерный прототип и проведена полная проверка испытаниями, формирующих уникальную технологическую систему отборазондом «Чанъэ-5»пробс лунной поверхности.
С 2012 по 2020 год группа Дэн Цзунцюаня и инженерное подразделение Пекинского завода по производству спутников сформировали совместную группу разработчиков продукта для подсистемы лунного наземного бурениязонда«Чанъэ-5» и успешно разработали летающий продукт для подсистемы отбора проб при бурении. 2 декабря 2020 года с использованием предварительно запрограммированной автономной работы в сочетании с дистанционным управлением Луна-Земля в экстремальных условиях, когда состояние частиц лунного грунта в точке отбора проб не установлено, ключевые задачи, такие какбурение с отбором керна, подъем и герметизация керна, намотка и формовка керна и перенос и развертывание образцов, были выполнены блестяще.
На видео: Отбор проббурением
Группа Хуан Юйдуназавершила исследование и разработку моделей мягкой упаковки для взятых стержневым методом проб. Стремясь решить проблему упаковки на месте и формования образцов последовательности просверленных профилей, инновационная конструкция интегрированной структуры из полимерного волокна «канат-мешок» позволила сформировать стандартизованный процесс плетения изделий из мягких пакетов с сердечником, прорывая компонент мягкого мешка с сердечником. Основные технологии, такие как количественно контролируемое качество формы, выравнивание напряжений в переходном участке «канат-мешок». Разработанный мягкий мешок для отбора проб грунта обладает такими преимуществами, как устойчивость к высоким температурам, легкость складывания, мягкая текстура, компактная структура и т. д. Таким образом, была успешно выполнена задача по упаковке серийных образцов профиля лунногогрунта, выдержаны испытания в суровых условиях работы при отборе проб с поверхности Луны и удовлетворены требования к функциям отбора проб на месте, герметизации образцов и формирования намотки.
ГруппаЧжао Яна разработала платформу поддержки наземной проверки для подсистемы бурения в ответ на технические проблемы, такие как проверка эффективности работы подсистемы бурения и оптимизация динамики механизма, а также создала продукт для быстрого анализа и прикладных данных для принятия решений. Оптимизация стратегий сбора данных и настройка предварительных планов режима отказа обеспечивают поддержку приложений многомерных данных, осуществляют всесторонний онлайн-мониторинг процесса отбора проб при бурении и поддержку принятия экспертных решений, а также обеспечивают полное бурение грунта и бурение на месте процесса отбора проб скважин, возложенный на миссию «Чанъэ- 5».
В соответствии с жесткими требованиями к легкому весу, высокой жесткости, высокой прочности и термостойкости материалов рычага высокотемпературного манипулятора лунного времени, Группа Чжан Сюэсирешила адаптивный дизайн и подготовку композитов с алюминиевой матрицей, армированной специальными стяжками, а также горячее формование тонкостенных труб и сложных подковок. Используя ключевые технологии, такие как управляемость, упрочнение продукта и стабилизация размеров, мы разработали высокопроизводительные конструктивные детали механического рычага, завершили разработку комбинированного устройства нагрузки на изгиб и кручение, а также оценку жесткости и прочности механического рычага. Отбор и точный перенос образцов обеспечивают техническую поддержку, что показало отличные характеристики при работе с отборами проб с поверхности Луны.
Полный успех миссии «Чанъэ-5» по отбору проб с лунной поверхности является крупным достижением нашего ХПУ иотраслиаэрокосмической промышленности под руководством Национального центра исследования Луны икосмической техники. На основе предварительных исследований, утверждения проекта и технологий, был создан крупный национальный научно-технический проект, воплотивший в себя модель интегрированного инновационного сотрудничества от проводимых исследований до реализации проекта.
