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1 嫦娥五号圆满完成中国首次月球采样返回任务，中国地质大学（武汉）教授参与“嫦娥”挖土攻关

北京时间2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，带回月球样品1731 g，标志着中国首次月球采样返回任务圆满完成。

嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装。嫦娥五号探测器自动采样任务采用表钻结合、多点采样的方式，设计了钻具钻取和机械臂表取两种“挖土”模式。

早在10年前，中国地质大学（武汉）肖龙教授团队、段隆臣教授团队和李大佛教授团队接受任务为嫦娥系列任务研制模拟月壤，绘制采样点地质地貌地图，研究使用何种钻探方法取样，采用何种型号钻头。

月面采样能否成功的关键因素之一，是要了解月壤的性质，研制出与实际月壤相似的模拟月壤。肖龙教授团队通过研究“阿波罗载人登月计划”采集的月壤样品性质获得相关参数，选取玄武岩、火山灰等数十种与月壤性质相似的地球岩石和矿物，制造出成分、颗粒形态等与实际月壤相似的原料，制造月面土壤100 t，研发出60多种模拟月壤，筛选10多种被确认为试验用月球土壤。

月球上没有空气，没有水，要钻进月表2 m深取样，采用何种钻探方法？高速旋转下钻头该如何散热？段隆臣教授团队和李大佛教授团队参加了部分钻探方案设计和钻探模拟试验等工作。他们通过计算确定在月球上钻探2 m深的动力储备，通过低密度月壤模拟低重力效果，反复尝试选定螺旋钻进方案，螺旋叶片带出月表的月壤，可以有效降低钻头的温度，不需再冷却也能确保钻头正常工作。……