中國月球探測器「嫦娥五號」返回器載著月球樣本,凌晨於內蒙古成功著陸。負責設計嫦娥五號「表取採樣執行裝置」的理大工業及系統工程學系講座教授容啟亮指,受疫情影響,他不能親身到內地的測控中心監察,只能在實驗室透過實時數據,檢視每個採樣步驟。

團隊形容,嫦娥五號採集月球土壤過程順利,但由於是近乎首次以遙控全自動採樣,在月球的陌生環境下,各個環節本身具有風險。容啟亮舉例指,第三次採集的樣本較預期多,採樣器不能關閉,需要取走額外的樣本;又指如果採集到的樣本是黏性,整個採樣器可能就不能使用。

團隊解釋,裝置的原理是當採樣器採集足夠的樣本後,機械臂會透過近攝相機的視象導航,將盛載樣本的容器提起,並放入上升器,之後離開月球表面進入月球軌道,與軌道器交合對接,將樣本容器轉移至返回器。

裝置表面特別處理助散熱

容啟亮指,裝置需要在面向太陽的高温環境下運作,裝置表面需要特別處理,令所吸收的熱能少於反射的熱能,即使被太陽照射,裝置亦不會變得熾熱;採樣器及近攝相機,設計上都能抵禦比起月球真實環境更高的温度。

團隊利用模擬器進行逾千次測試,並進行光照實驗,以助臨場判斷樣本罐內的樣本數量及確認何時封罐等,亦要測試近攝視象導航效率。

團隊指,設計會繼續應用在嫦娥六號,將利用今次所收集的數據加以改良,他亦希望理大日後能參與更多太空研究,並能獲取所採集的月壤作進一步研究,例如月球上是否有生命跡象。

嫦娥五號採樣裝置2011年起研發

容啟亮指,團隊由2011年起研發裝置,理大負責製作裝置上的兩個採樣器、近攝相機及封裝系統,內地則負責製作機械臂,直至2017年正式交付,其後仍要反覆驗證,升空後會否影響運作。

他認為,理大對月球環境的基礎研究較深厚,能照顧在月面所有情況,具有較高可靠性,是在眾多內地研究機構中獲勝的關鍵因素。