嫦娥六号成功“挖土” 所用“铁锹”既轻且韧

科技日报沈阳6月4日电 （记者郝晓明）6月2日至3日，嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样，并按预定形式将样品封装，存放在上升器携带的贮存装置中，这要求在月球上使用的“铁锹”既轻且韧。记者了解到，执行此次“挖土”任务的关键工具——铝基复合材料钻杆和轻质铝合金取芯管，均由中国科学院金属研究所精心研制。

这是继在嫦娥五号获得成功应用后，这两款工具又一次在月球完成“挖土”任务。据介绍，钻取采样装置设计长度为2.5米，一共有三层结构。其最外层是可以旋转钻进的外钻杆，紧靠外钻杆的是取芯管，取芯管的外面包裹着一条长长的袋子——取芯袋。当钻头向下钻进时，取芯袋也会跟随着取芯管向下运动，而钻取到的月壤岩芯则会被顶进袋内，这个过程有点像“穿袜子”。取样后，取芯袋以缠绕的方式，将“土”存放在钻取初级密封装置上。

外钻杆是由碳化硅颗粒增强铝基复合材料制造，是月球钻取采样机构中的关键部件。相关团队通过研发铝基复合材料大尺寸坯锭及多道次变形加工工艺，研制出高强韧铝基复合材料挤压棒材、锻件和厚壁管材，实现了材料性能和稳定性的大幅提升。尤其针对钻杆用材开展材料高取向微观结构设计，在保证耐磨性的同时，实现了材料高强塑性匹配。

取土的取芯管，则采用了两种轻质异形铝合金制造。为了应对月球背面取土的极端环境，该团队克服了重重技术难题，成功研制出具有轻量化结构的外护管和芯管零部件，为嫦娥六号的月背自动采样任务提供了坚实保障。