点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“嫦娥挖土”的“一臂之力”是怎么炼成的
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

“嫦娥挖土”的“一臂之力”是怎么炼成的

来源:科技日报2021-01-13 09:44

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  嫦娥五号在月亮之上“挖土”,举世瞩目,它的取土手臂什么样?在哈尔滨工业大学(以下简称哈工大)一个实验室内,记者看到了此次应用于嫦娥五号的同款备用机械臂:全长3.7米,结构重量3100克,臂厚仅有1.4毫米。通体银白色的机械臂长得平平无奇,却能精准地将月壤放入盛放容器中,在这“神奇手臂”缩放自如的背后,是哈工大材料科学与工程学院耿林教授团队张学习教授项目组历时多年的努力与艰辛。

  张学习是哈工大材料科学与工程学院的教授,他所在的轻质耐热金属基复合材料团队,在耿林教授带领下从事金属基复合材料研发30余年。在嫦娥五号“挖土”之旅中,张学习带领项目组经过多年艰苦努力,攻克了铝基复合材料在空天领域应用的多项关键性技术,参与研制出嫦娥五号采样机械臂。

  回忆2020年12月2日深夜,嫦娥五号机械臂历经近15小时完成多种复杂月面自主采样动作,在7—8平方米的扇形区域内采样12次,将样品精确转移至密封容器中,当机械臂提起样品容器精准放入封装容器,圆满完成了月壤的采样任务时,位于北京的地面控制室响起热烈掌声,张学习和团队成员终于松了一口气。

  为更好地展示机械臂的特点,张学习身穿蓝色工装,手持银白色机械臂模型,一边模仿机械臂运动,一边向科技日报记者讲述研制机械臂经历的苦辣酸甜。

  张学习说,为攻克面向月面环境的铝基复合材料复杂构件制备成形一体化技术,团队在多年技术积累基础上,结合月面工作条件进一步技术创新,在材料制备成形技术上攻克难点,突破了铝基复合材料晶须构型理论设计、高致密材料制备、复杂构件热加工过程成形与控性、强韧化与尺寸稳定化处理等关键技术,获得了十余项国家发明专利。

  针对大尺寸机械臂弯曲和扭转载荷同步加载和刚度测试难题,张学习等团队成员经过1年多时间攻关,自主研发了大尺寸轴形零件弯扭联合加载专用测试装置,此装置成功获得两项国家发明专利,实现了机械臂弯矩和扭矩同步加载,以及刚度的精确测量和强度校核,为产品出厂提供了关键支撑。

  “由于形状特殊的机械臂没有通用的检测装置,又考虑到月球真空环境、阳光照射造成产品温差大,嫦娥五号会面临极端的环境,在此条件下,机械臂很可能因刚度强度不足或热胀冷缩而变形、降低重复采样精度。我们针对这些问题自主研发了一套不同温度条件下机械臂性能检测装置,测试表明机械臂刚度和尺寸稳定性超过设计要求,保证了机械臂挖取月壤和转移样品过程中极高的重复定位精度。经过反反复复一年多的试验,进行了上百次强度、刚度等多种性能的检测。”张学习说,“只有不停地试验验证,才能在实际应用中万无一失。”

  楼体一点点微小的震动都会影响试验结果。为了保证试验测量精度,避免环境影响,张学习及项目组只能在晚上进行检测,因为只有那时震动小、测量结果最准确。“测试任务时间紧、精度要求高,连轴转开展试验成为项目组成员工作的常态。为了检测,我们可以连着三天凌晨四点从实验室出来,就算不睡觉也一定要保证测量结果的精确。”团队技术骨干钱明芳副教授说。

  张学习表示,在项目研发前期,由于一些技术缺陷,团队在很长一段时间内都找不到合适的解决办法,只得不停地试错、完善、调整……从2010年项目论证,到2013年项目启动,再到2017年完成技术攻关、2020年成功登月……在此过程中,中国空间技术研究院总体部机械臂研究所给予了大力帮助,哈工大武高辉、单德彬、徐文臣教授等多位专家给予了技术帮助和指导,为项目的顺利实施发挥了重要作用。

  “未来一系列国家重大任务对新材料研发提出了更高要求,只有不断创新,才能满足需要。”针对未来发展,哈工大材料科学与工程学院院长、团队负责人耿林说。

  嫦娥五号工程是我国探月工程“绕”“落”“回”中的最后一步,发射的中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器是中国航天迄今为止最复杂、难度最大的任务之一。嫦娥五号探测器在2020年11月24日发射升空,机械臂仅用近15小时就完成了12次采集表层月壤,圆满完成表层月壤的采样任务。(记者 李丽云 实习生 王思聪)

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 庆祝人民空军成立77周年无人机光影表演在长春上演

  • 承古开新 西安有章

独家策划

推荐阅读
2026文化科技产业发展论坛9日在湖南长沙开幕,在论坛现场,2026文化科技融合十大典型案例以及20个创新案例发布。
2026-11-10 01:40
访客随手拿起一张,掏出手机或用现场扫码器扫一扫二维码,技术亮点、应用场景、项目负责人信息等全部跃然眼前。厚重的专利卷宗、深奥的学术论文,就这样化作产业人士可以快速读懂的内容。
2026-11-10 01:40
镜头这边,是华东政法大学研支团的黄祖维、常秩豪、杨朗;镜头那头,是云南普洱景东华政附属三合麦地小学的小学生,和新疆喀什巴楚县第二中学的初高中生。500多个孩子,隔着屏幕看进博。这是华政研支团连续第五年开展“云端看进博”,3位讲师刚结束一年支教,曾站在这两处山乡讲台,如今是进博会的“小叶子”。
2026-11-10 02:00
事实上,这并不是镜片行业一次偶然的“乱”。这背后,是标准的缺失与监管模糊地带的长久存在。眼镜虽小,却关乎几亿人的明亮“视”界。近视防控镜片行业信任的“标尺”,不仅应尽快立起来,更要立得牢。
2026-11-10 01:40
那时,一封薄薄的书信从江苏昆山寄到钱七虎手中,寄信人叫李珍珍,一个还在读中学的女孩。她不是钱七虎的亲孙女,而是他在家乡昆山资助的第一个孩子。
2026-11-10 01:40
11月10日,第九届进博会将落下帷幕。25年前的11月10日,多哈的一声木槌宣告中国加入世界贸易组织。25年前,中国拥抱世界市场;25年后,世界共享中国市场。这个特殊的日子,标注出中国与世界关系的深刻变迁。
2026-11-10 02:00
美国国家航空航天局(NASA)近日确认,“尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台”(以下简称“雨燕”)已于美国东部时间11月4日7时39分(北京时间4日20时39分),在印度尼西亚北苏门答腊地区上空再入地球大气层。NASA表示,10月20日,“雨燕”的轨道高度已下降至约275公里,无法再稳定维持科学观测所需的姿态,任务团队随后结束了其运行。
2026-11-09 10:11
携程研究院分析师方泽茜也用“花香自有蝶飞来”作出注解——入境“科技游”火热,正是中国制造与科技创新能力向外溢出,落到旅游消费的直接体现。在方泽茜看来,“科技游”为青少年搭建起连接知识与兴趣的桥梁,“社交打卡+文化沉浸”的科技场景,精准契合他们的偏好。
2026-11-09 10:11
大型邮轮被誉为造船工业“皇冠上的明珠”。继2023年11月“爱达·魔都号”华丽亮相,11月6日,第二艘国产大型邮轮“爱达·花城号”在上海交付,船型体量更大,配套设备更先进,船体也更加秀美。
2026-11-09 10:11
近日,产自宁夏银川市贺兰县盐碱水域的湖蟹经厦门中转,顺利运抵马来西亚吉隆坡国际机场。这是宁夏活蟹获得出口资质后的首单自营出口,宁夏盐碱特色水产品自此正式进入海外市场。
2026-11-09 10:10
”中国原子能科学研究院副研究员孙伟介绍,“日冕加热”问题不仅是当代天文学的未解之谜,也是国际研究的前沿热点问题之一。在实验室里摸清日冕的加热机制,有助于摸准太阳的“脾气”,进一步提升空间天气预报模型的准确度,为相关设备预留更充裕的防护时间。
2026-11-09 10:10
11月,在山东建筑大学,虽已回到校园,但建筑电气与智能化专业学生王凡的思绪却总回到千里之外的青海金银滩草原。今年夏天,他作为山东赴海北暑期交流实习队伍的一员,在青海海北藏族自治州海晏县应急管理局实习了两个月。
2026-11-06 09:49
11月5日,“雪龙2”号极地科考破冰船在海南三亚南山港科考码头进行停靠补给并举行公众开放日活动。图为“雪龙2”号极地科考破冰船。
2026-11-06 09:48
恒星的亮度并非恒定不变,有的会突然变亮,有的会骤然变暗,变化快的,几分钟内便完成一轮明暗变化。臧伟呈表示,这项巡天的初始科学目标,是用微引力透镜方法搜寻地球到火星质量级别的流浪行星。
2026-11-06 09:47
作者:庄伟光、吴源(分别系广东省政府文史研究馆馆员、省社科院研究员,广东省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员;农文旅融合,不是农业做背景、文化贴标签、旅游凑项目的简单叠加,而是生产要素的创造性重组。
2026-11-06 09:45
河北邯郸曲周县,昔日“春天白茫茫,夏天水汪汪”的盐碱荒滩,经一代代耕耘者科技赋能、接续改良,已从亩产“一背篓”迈向“绿色吨半粮”的高产田。丰收之外,耕耘者持续探索生态友好耕作模式,改良土壤、养护地力,跳出单一追求高产的思维模式,稳步迈向可持续稳产增收之路。
2026-11-06 09:44
一组膜材料样品刚完成溶剂耐受性测试,教师第一党支部书记李卫星招呼大家把椅子一拢,在实验台旁围坐一圈,开始学习党的二十届五中全会精神。譬如,分离膜是芯片、生物医药领域的关键材料,下一步,我们要抓紧攻关,把国产替代做出来……”  “攻克‘卡脖子’难题,离不开良好的科研风气。
2026-11-06 09:42
此次研究旨在将结构知识融入大规模序列学习,同时保持模型在不同结构与功能任务中的适应性和泛化能力。中国科大生物医学工程学院博士朱河勤为论文第一作者,该校教授周少华和特任研究员熊鹏为该文章共同通讯作者。
2026-11-05 09:18
创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。习近平总书记指出,“着眼发展新质生产力,强化科技创新和产业创新深度融合,建设具有国际竞争力的现代化产业体系”。
2026-11-05 04:25
每年这个时节,乌镇处处都会涌动着创新的生机与活力——由于世界互联网大会乌镇峰会的约定,各方宾客带来最前沿的技术、最先进的成果、最领先的思想,让这里成为世界观察中国数字发展、中国参与全球数字治理的窗口。
2026-11-05 04:25
加载更多