盘点嫦娥五号的“黑科技”与“新材料”
黑科技
据国家航天局介绍，嫦娥五号探测器经过约19个小时的月面工作，于12月2日22时成功完成月面自动采样，并将样品包装存放在携带的存储装置中。由上升器以预定方式进行。 。
自动采样是该任务的核心关键方面之一。嫦娥五号通过机械臂地表采集、钻具钻进、深钻、浅钻、“铲”、“挖”、“夹”等多种方式，实现多点、多样化自动采样。目前，样品已包装好，准备运离月球。
在月面100多摄氏度的高温考验下，它克服测控、照明、电源等限制，伸出长臂，高高举起“挖掘铲”……
这里需要注意的是，嫦娥五号的挖铲和我们生活中使用的不一样。该设备一端有一把小铲子，另一端有一个浅钻。可360度无盲区可视化操作，轻松完成铲土、浅钻、拾取。
嫦娥五号的“手臂”纤细洁白，却粗壮有力。如果说人类手臂的动力来自于肱二头肌、肱屈肌、掌肌等，那么这款集美观与高科技于一身的机械手臂的各个关节的动力就来自于安装在关节处的电机。这是中国航天科技集团公司四院401所研制的表装关节臂电机总成。
此次钻探任务，航天科技集团五院529厂为嫦娥五号提供了一套“金刚石钻头”。
该钻探子系统具备三大“基本功”：钻探能力强、排粉能力强、月壤适应性强。
嫦娥五号无法移动，着陆到哪里就得钻探，这对钻探适应性提出了很高的要求。开发团队进行了数千次地面钻井试验，积累了不同工况下的钻井参数数据库；通过在轨预编程自主控制，钻探子系统实现了“旋转”、“冲击”和“旋转+冲击”三种模式以及不同参数的自由切换，以适应各种月壤工况。
“采集封堵”是钻井子系统的核心技术之一。为了保证所获得的岩心在提取过程中不会掉落开yun体育app官网网页登录入口，系统采用开放式“8字”超弹合金丝作为密封方案，并与岩心软包末端融为一体，缝制时，依靠弹性收缩力。实现简单可靠的密封。
嫦娥五号钻取的样品用软袋密封后，将被放入环形包装容器中，然后运输到上升器顶部。月球表面崎岖不平。如果嫦娥五号着陆时没有直立，可能会影响样本的传输。
针对低重力下着陆姿态角对样品转移的不利影响，开发团队设计了具有碰撞自适应能力的转移方案。利用弹性驱动为月壤包装容器提供初速度kaiyun全站登录网页入口，然后借助重力将含有三级导锥角的包装容器沿着固定导向结构输送至上升器。该方案无需再送料机构，简单可靠，可实现不同着陆姿态下包装容器的精准输送。
为了保证月球样品返回地球过程中保持真空密封，不受外界环境影响，嫦娥五号将样品密封在月球表面。
为此，该所研发了嫦娥五号专用的封装装置——密封封装子系统。它可以自动接收和包装月球样本，并妥善密封储存。
该系统安装在嫦娥五号顶部，由主机架、密封容器组件、盖组件和开闭机构组件组成。中空的主机架上分布有棘轮和导杆，用于转移。钛合金和铝合金材料可以保证其结构强度和刚度，并最大限度地减轻重量。
新材料
航空航天领域对材料性能的要求非常严格。所选材料必须具有高温强度、良好的断裂韧性、高硬度、高介电强度、优异的抗热震性能和摩擦学性能，以确保优异的机械可靠性。 、耐热性、耐磨性等。
超声波电机用压电陶瓷
要对月球表面进行成像和成像分析，红外成像光谱仪是必不可少的，其运行由高性能超声波电机控制。超声波电机重量仅为46克，仅为传统电机的1/10。压电陶瓷作为超声波电机的“心脏”，可以保证超声波电机动力强劲，并能承受月球上较大的温差。这项技术首次应用在“玉兔号”上，对于此次同样执行探月任务的嫦娥五号来说，应该也是不可或缺的。
光学望远镜
上海硅酸盐所开发的高密度碳化硅特种陶瓷材料kaiyun全站app登录入口，因其重量轻、导热系数高、表面稳定性好，即使因热膨胀，也能在-20摄氏度至40摄氏度的温度下稳定工作。冷收缩引起的变形也很小。曾被用作嫦娥三号月基光学望远镜主镜、次镜和指向镜的材料。这次也很有可能用在嫦娥五号上。
关键部件
上海交通大学研制的纳米陶瓷铝合金结合了陶瓷和铝的优点。其强度和刚度甚至超过了被誉为“太空金属”的钛合金。已应用于天宫一号、天宫二号、量子卫星等。 、气象卫星等关键部件。这次嫦娥五号应该也有很多采用这种材料制成的核心部件。
发射芯片
天马新材料的氧化铝陶瓷基板在2003年就成功应用于发射器芯片，成功发射神舟五号，经过多年考验的性能也应该归功于嫦娥五号的成功发射。
旗帜
这是首次在月球上展示由复合纤维材料制成的国旗。这一幕非常精彩。为了在月面200℃以上的高低温变化以及月面极紫外环境下保持国旗清晰明亮，航天科学四院有效载荷团队和工业公司使用特殊的抗辐射和抗静电涂层。设计，并进行了广泛的测试。
防腐导电涂料
海南文昌发射基地的环境是高温、高湿、高盐。传统的防护涂层无法同时满足防腐和导电的问题，这对嫦娥五号来说是前所未有的挑战。中科院金属研究所经过不断尝试和优化，研发出镁合金适应新环境的防腐导电涂料。
发动机包覆材料
航天领域需要面对高空、低压环境。为了保证高空发动机喷管的结构和性能，常采用碳纤维制成的套筒包裹姿态控制发动机喷管。
标识件涂层材料
对接机构和样本传输子系统涉及多种解决方案，需要无数次的试验和错误才能攻克关键技术难题。在标识件的力学测试中，采用溅射二硫化钼作为润滑涂层材料。
陀螺油
航天领域对陀螺浮子的要求非常高，必须具有高比重和高粘度。中国科学院上海有机化学研究所经过长期生产探索，为嫦娥五号提供了专用氟油。
嫦娥五号此次飞向月球时也穿上了一件闪亮的“外衣”。它应由带有特殊有机热控涂层和高温抗氧化涂层的材料，结合高温隔热罩和柔性薄膜热控涂层制成。层和组件帮助嫦娥五号控制温度并应对太空工作的极端空间热环境。
