本报讯 （采访人员 关颖）12月2日22时 ， 经过约19小时月面工作 ， 嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样 ， 并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中 。 此次 ， 位于西安的航天科技四院为嫦娥五号采样任务助一“臂”之力 。
嫦娥五号“挖土”的一举一动牵动人心 。 此次 ， 自动采样是嫦娥五号任务的核心关键环节之一 ， 依托全新研制的地外天体样品采集机构 ， 通过机械臂表取和钻具钻取两种方式 ， 分别采集月球样品 。
嫦娥五号探测器采样“挖土套装”之一——用于表取采样的表采式机械臂机构 ， 俗称“挖土铲” ， 它可以360度无死角可视化操作 ， 臂的末端一头是一个小铲子 ， 一头是浅表钻 ， 可以轻松完成铲挖、浅钻、拾取这些动作 ， 在我国地外天体上是首次使用 。 那么 ， 表采式机械臂是如何发力的呢？这就要依赖于航天科技四院401所微特电机事业部研制的表采关节臂电机组件 。 如同人体手臂乃至手掌的力量来自肱二头肌、肱挠肌、掌肌等一样 ， 机械臂各个关节的力量就来自于安装在关节处的4台表采关节臂电机组件 。
该型号电机组件首次攻克了静磁力矩作为制动力矩使用、永磁材料高低温性能变化应用等技术 ， 为我国首次月面采样返回提供了必不可少的动力 。
月球表面的真空环境、巨大的昼夜温差、没有大气保护的宇宙辐射 ， 这些考验都对提供动力源的关键组件提出了严苛的要求 。 电机组件要劲大、极度耐寒和耐热、轻巧……航天科技四院的研制团队自主提出了双绕组电机组件方案 ， 两套绕组在同一壳体内完全电气隔离 ， 独立工作 ， 为任务完成上了“双保险” 。
【采样|嫦娥五号月球“挖土” 西安科技助一“臂”之力】此外 ， 首次在宇航任务中提出静磁力矩代替制动力矩方案 ， 省去制动器环节 ， 电机变得更小更轻 。 为了控制电机组件整体重量 ， 将钢材做结构件替换成密度更小的铝合金 ， 同时克服了铝合金线膨胀系数大导致的内应力问题 。 为了让电机组件适应月球表面的极端温度 ， 对巨大温差变化下永磁电机组件的性能变化 ， 不断进行资料收集、分析、仿真、论证、调整 ， 直至最终满足覆盖整个任务周期 。 研制团队将宇航用旋转变压器的出线由焊接延长引线改为直接出线 ， 消除了焊接带来的断裂隐患 ， 避免了任何一个小概率事件发生的可能性 。
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