嫦娥五號搭載理大研製採樣儀器 成功收集月球土壤

社會 14:45 2020/12/08

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理大研製的「表取採樣執行裝置」已成功完成全自動的表土採樣及封裝任務,而載有月壤樣本的飛行器目前正返回地球。(理大提供)

中國月球探測器嫦娥五號本月初成功軟着陸月球,並完成從月球表面採集土壤樣本,正返回地球。香港理工大學亦有份參與這項國家首個月球採樣返回任務,與中國空間技術研究院合作研製當中的關鍵儀器「表取採樣執行裝置」,用於收集樣本。帶領團隊的理大工業及系統工程學系鍾士元爵士精密工程教授容啓亮形容,能參與國家歷史性任務感榮幸,希望政府日後可多撥資源予本港科研。

嫦娥五號探測器以「表取採樣」(即利用機械臂在月面進行多點採樣) 和「鑽取採樣」兩種方式取得月壤,而理大團隊有份負責「表取採樣」,探測器用上團隊於2011年開始,花上近7年時間研發製造的「表取採樣執行裝置」,進行月面採樣及封裝。

裝置由兩個採樣器、初級封裝裝置、近攝相機及機械臂組成。兩個採樣器分別用作採集鬆散及黏性樣本,可抵受攝氏200度高溫;近攝相機負責監察;初級裝封系統用於以密封並保存樣本。整套裝置由超過400件工件組合而成,由不同材料如鈦合金、鋁合金及不鏽鋼等所製造,以抵受嚴峻太空環境。

採集過程透過全自動機械臂完成,綜合美國及俄羅斯的意見,機械臂上的兩個採樣器會視乎土質,以挖抓或以取芯方式收集月球土壤,再放入密封封裝容器中。為確保樣本尺寸不會大過容器,採樣器亦設有鑿開較大塊的月壤、刮去多餘的碎石的功能。

容啓亮指,此項目需要極高創新性、精確度和可靠性等,「每一步都是挑戰」,任何細節只要出現微細錯誤,便會令心機白費。由於裝置是在面向太陽的一方運作,月面溫度可高達攝氏110度,因此設計上需確保裝置能在極高溫下運作。負責製造裝置的理大工業中心副總監譚惠民補充,容啓亮對裝置製造要求極高,以樣本罐為例,表面塗層須具備散熱及反光功效,已用上個半個月時間研究,過程一絲不苛。

容啓亮寄語有志參與國家項目的本港科研人員要先「做好自己」,在研究領域上不停改進,並要有新思維,又希望政府加大力度支援,特別是在前提基礎研究上。

嫦娥五號是人類40多年來首個在月球表面採集樣本的探測器,這次任務旨在於月球表面進行全自動採樣,將多達兩公斤的月球樣本帶回地球。目前載有月壤樣本的飛行器正返回地球,預計下周在中國內蒙古地區降落。

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記者:蘇文軒