理大研發兩「神器」 伴嫦五奔月採土壤

(星島日報報道)嫦娥五號探測器本月二日首次收集月球土壤樣本，令中國成為繼美國和前蘇聯之後，第三個取得月壤的國家。執行這項關鍵任務的月球表土採樣及封裝儀器，正是由香港理工大學科研團隊研製。經過超過七年的開發及測試，這兩件「港產神器」不但達致抗高溫、零污染的高要求，還能夠因應月球複雜地貌，自動鑿開大塊月壤，把樣本準確地放入樣本罐中，屬全球獨創。理大工業及系統工程學系講座教授容啟亮昨日憶述，仍顯得既興奮又緊張，「這次任務十分複雜，環環相扣，任何細節出現微細錯誤，便會令此前付出的努力全部白費。」

作為中國探月工程「繞、落、回」三步走的收官之作，嫦娥五號的主要任務就是採集月壤送返地球。科研人員為此精心設計了兩種「採土」模式：鑽取和表取。鑽取是通過空心鑽桿，鑽到月球表面兩米深以下，得到深層樣品的層理資訊。表取就是採用機械臂末端固定鏟挖型採樣器，進行表層和次表層月壤採集。鑽取和表取的樣本數量分別為零點五公斤及一點五公斤。載着兩公斤珍貴月壤的「寶瓶」，目前正隨着嫦娥五號飛行器返回地球，預計下周在內蒙古降落，為中國航天史寫下新一頁。

十二月一日，嫦娥五號平穩着陸月球後，隨即開展為期兩天的月面採樣工作。由理工大學研發的表取裝置，正式上場。「我們要通宵監測裝置運作的各項數據，稍有異樣，必須立即糾正及處理。」理大教授容啟亮昨日憶述。

表取裝置包含兩個採樣器，分別用作採集鬆散及黏性樣本；兩個近攝相機；一套「初級裝封系統」，用於以密封並保存樣本於容器中。整套裝置由超過四百件工件組合而成，由不同材料如鈦合金、鋁合金及不鏽鋼等所製造，以減低重量，同時堅硬耐磨，能抵受嚴峻的太空環境。

嫦娥五號是人類相隔四十多年來首個在月球採樣的探測器，此次着陸的月球「風暴洋」地區更是從未探測過的「處女地」。理大團隊花了很長時間研究及預計探測器落月時的環境及土壤狀況，以此來設計及優化表取儀器，小至一塊小鐵片，都有它的功用。例如專門採樣鬆散土壤的採集器（甲），採樣器閉合時會產生震動及衝擊，能甩走多餘的碎片、鑿開大塊的月壤，此設計屬全球獨創。月樣密封保存系統也有匠心設計，鎖罐前會掃走溢出罐口的月壤，確保罐蓋能妥善關好。

容啟亮說：「由於『表取採樣執行裝置』在面向太陽的一方運作，月面溫度可高達攝氏一百一十度。我們設計這套創新的系統時必須考慮周詳，以便能夠在極高溫下運作，並須抵受太空穿梭期間及月面的極端環境。」

十二月二日晚十點，經過十九小時月面工作，嫦娥五號探測器順利完成月表採樣，並將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。六日，上升器已成功與返回器交會對接，意味着載着珍貴月壤的「寶瓶」正式踏上歸途，本月中旬將返抵地球。