马如奇，姜水清，刘 宾，白 美，林云成

(空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室，北京空间飞行器总体设计部，北京 100094)

0 引 言

深空探测是当今世界高新科技中极具挑战性的领域之一，是众多高新技术的高度综合，也是体现一个国家综合国力和创新能力的重要标志。月球作为距离地球最近的天体，一直是深空探测领域的重点研究对象，月壤样品的采集返回也是各航天大国研究月球的主要手段[1-2]。到目前为止，人类已经发射了超过110多个针对月球的探测器系统，美国更是先后实现了6次载人登月，共计获取了382 kg的月球样品[3-4]，前苏联通过luna计划成功从月面带回0.31 kg月壤样品[5-8]。

目前的月球采样方式主要包括浅层铲挖、深层钻取两种方式。美国在Surveyor、Viking、Phoenis等探测器中采用铲挖式采样装置，主要实现月面浅层采样；欧空局与意大利联合研制的SSA/DT探测器上采用了夹持式采样装置，可实现对月球表面目标的加持采样；苏联的luna-16、luna-21探测器上则采用了适合深层采样的螺旋钻取采样装置；美国研制的USDC、MER探测器上采用了基于超声冲击、研磨等形式的采样装置。中国的深空探测活动起步于月球探测，并针对月球探测任务明确制定了“绕”、“落”、“回”三步走战略。2007年发射的首颗月球探测卫星“嫦娥一号”实现了对月球的综合性环绕探测，2013年发射的“嫦娥三号”探测器实现了在月球雨海西北部的软着陆及月面自动巡视勘察与原位探测[9]，两期工程的顺利实施圆满实现了探月三步走战略中的“绕”、“落”目标。……