隨著嫦娥五號(hào)探測(cè)數(shù)據(jù)的解密，一大批月面影像產(chǎn)品得以公開(kāi)，包括航天迷在內(nèi)的國(guó)人們也因此大飽眼福。

不同于以往，嫦娥五號(hào)肩負(fù)的是月面采樣返回專項(xiàng)使命任務(wù)，因此沒(méi)有配置可在月面移動(dòng)探測(cè)的月球車，因而獲取月面影像的設(shè)備也多為固定機(jī)位。

嫦娥五號(hào)由軌道器、返回器、著陸器、上升器四大艙段構(gòu)成，由著陸器與上升器組成的“著上組合體”負(fù)責(zé)登陸月球表面并進(jìn)行采樣工作。

嫦娥五號(hào)探測(cè)器

著陸器配置有雙攝鏡頭的全景攝像機(jī)，該設(shè)備安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，可在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)指向，是感知著陸點(diǎn)周圍環(huán)境，指導(dǎo)月面采樣工作的重要設(shè)備。

嫦娥五號(hào)配置的全景攝像機(jī)為人類帶來(lái)了迄今為止最為清晰的月面彩色成像影像，成像畫質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類以往歷次月球探測(cè)任務(wù)（當(dāng)然也包括阿波羅載人登月工程）。

阿波羅11號(hào)載人登月任務(wù)月面成像

先來(lái)看全景攝像機(jī)對(duì)著陸腿的成像，在畫面中我們可以清楚地看到著陸足墊在月面砸出的凹陷坑，這是因?yàn)橹懫髟诰嚯x月面2米左右位置時(shí)伽馬關(guān)機(jī)敏感器會(huì)感知到這一距離高度，進(jìn)而向7500N主減速發(fā)動(dòng)機(jī)傳達(dá)了關(guān)機(jī)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)，著上組合體在此高度以自由落體方式降落至月球表面，最后的著陸能量由著陸腿吸收，因此才有了凹陷。

嫦娥五號(hào)著陸腿與緩沖足墊（全景攝像機(jī)成像，圖源：CNSA/CLEP/GRAS/Seger Yu）

那么為什么一定要關(guān)機(jī)呢？因?yàn)殒隙鹞逄?hào)著陸器配置的7500N主減速發(fā)動(dòng)機(jī)雖然是一款可變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，但即便是降低至最低推力，在著陸末段如果不關(guān)機(jī)著陸就會(huì)存在傾覆風(fēng)險(xiǎn)。

7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)

反觀阿波羅載人登月艙的著陸腿在月球表面幾乎沒(méi)有產(chǎn)生凹陷坑，這是因?yàn)樗渲玫闹鳒p速發(fā)動(dòng)機(jī)有著更大的推力變比，因而可以一直工作到著陸月球表面之后再關(guān)機(jī)，產(chǎn)生的著陸沖擊力更小，所以凹陷并不明顯。

嫦娥五號(hào)（左）與阿波羅登月艙（右）著陸痕跡對(duì)比

然后是全景攝像機(jī)對(duì)表面取樣機(jī)械臂的成像，嫦娥五號(hào)著上組合體配置了兩套互為備份的采樣裝置，分別是鉆取采樣裝置與表取采樣裝置。

嫦娥五號(hào)表面取樣機(jī)械臂（全景攝像機(jī)成像，圖源：CNSA/CLEP/GRAS/Seger Yu）

現(xiàn)在我們知道嫦娥五號(hào)帶回的1731克月壤樣本中有200多克是鉆取采樣裝置采集，那么剩下的1.5公斤月壤樣本則都是表取采樣裝置采集。

鉆取采樣裝置無(wú)法選擇采樣點(diǎn)，落到哪就采集那里的月壤，表取采樣就不同了，后者配置了一套表取采樣機(jī)械臂，可以在著陸點(diǎn)周圍靈活選擇采樣點(diǎn)。

嫦娥五號(hào)月表鉆取采樣

表取采樣機(jī)械臂是由肩部偏航關(guān)節(jié)、肩部關(guān)節(jié)、肘部關(guān)節(jié)、腕部關(guān)節(jié)、臂桿A、臂桿B、采樣器組成的四自由度空間機(jī)械臂，展開(kāi)長(zhǎng)度4.3米。

在著陸器全景攝像機(jī)對(duì)采樣機(jī)械臂的成像畫面中有兩個(gè)焦點(diǎn)設(shè)備，一個(gè)是機(jī)械臂末端的表取采樣器，另一個(gè)就是臂桿B配置的遠(yuǎn)攝相機(jī)。

表取采樣器（全景攝像機(jī)成像，圖源：CNSA/CLEP/GRAS/Seger Yu）

月面環(huán)境有著各種復(fù)雜的未知因素，為了適應(yīng)復(fù)雜多變的月面采樣條件，參研人員設(shè)計(jì)了一套堪稱全能的表取采樣器，該采樣器分為采樣器甲與采樣器乙兩部分。

采樣器甲有鏟取、挖取、拾取三大功能，鏟取、挖取可以采集松軟的月壤，拾取功能是鏟取設(shè)備與挖取設(shè)備相互配合的產(chǎn)物，該功能還可用于機(jī)械臂提取表取月壤初級(jí)封裝容器。

表取采樣器甲（全景攝像機(jī)成像，圖源：CNSA/CLEP/GRAS/Seger Yu）

如果著陸點(diǎn)周圍松軟月壤很少，此時(shí)就可以用到采樣器乙，該采樣器具備在巖石或相對(duì)堅(jiān)硬的月面進(jìn)行淺層鉆取的功能。

表取采樣器乙（全景攝像機(jī)成像，圖源：CNSA/CLEP/GRAS/Seger Yu）

不過(guò)，由于著陸點(diǎn)選擇工作做得很到位，著陸點(diǎn)周圍有很多松軟月壤，因此表取采樣工作并沒(méi)有使用采樣器乙的機(jī)會(huì)。

在表取采樣器側(cè)面還有一個(gè)圓盤形狀的裝置，它又是什么呢？

該圓盤裝置是機(jī)械臂的腕部關(guān)節(jié)，內(nèi)置有驅(qū)動(dòng)組件與繞組組件，同時(shí)它還集成了“月球觸摸傳感器組件”，該組件是機(jī)械臂感知與月面距離的關(guān)鍵設(shè)備，也是表取采樣工作可以順利進(jìn)行的關(guān)鍵設(shè)備。

月球觸摸傳感器組件在圓盤裝置集成（全景攝像機(jī)成像，圖源：CNSA/CLEP/GRAS/Seger Yu）

采樣器另一個(gè)側(cè)面還有一個(gè)包裹著銀色隔熱材料的長(zhǎng)條形裝置，它是采樣器的近距離相機(jī)，相當(dāng)于采樣器的眼睛，同時(shí)在臂桿B上還有一臺(tái)遠(yuǎn)距離相機(jī)，它同樣是采樣器的眼睛，兩臺(tái)相機(jī)相互配合協(xié)同作業(yè)。

機(jī)械臂上的突出結(jié)構(gòu)便是“遠(yuǎn)距離相機(jī)”（全景攝像機(jī)成像，圖源：CNSA/CLEP/GRAS/Seger Yu）

表取采樣機(jī)械臂設(shè)計(jì)了15次采樣作業(yè)，實(shí)際任務(wù)中只用了12次，就完成了采樣作業(yè)，加上鉆取采樣共計(jì)采集月壤1731克，這一重量是蘇聯(lián)3艘無(wú)人月球采樣飛船采樣量總和的5倍。

表取采樣器甲向表取初級(jí)封裝容器中倒入月壤

完成采樣作業(yè)后月面工作時(shí)間還有余量，嫦娥五號(hào)探測(cè)器總師楊孟飛在指揮現(xiàn)場(chǎng)起身提出一個(gè)要求，打開(kāi)機(jī)械臂監(jiān)視相機(jī)（遠(yuǎn)距離相機(jī)）進(jìn)行環(huán)拍，于是一段拍攝著陸區(qū)周邊環(huán)境的動(dòng)態(tài)視頻就呈現(xiàn)在了我們眼前，這一額外任務(wù)也得益于采樣機(jī)械臂水平120 范圍的擺動(dòng)能力。

表取采樣器甲利用拾取功能抓取“表取初級(jí)封裝容器”

機(jī)械臂遠(yuǎn)距離相機(jī)跟隨機(jī)械臂巡視嫦娥五號(hào)著陸區(qū)

得益于嫦娥五號(hào)任務(wù)的出色表現(xiàn)，使得我們對(duì)后續(xù)探月行動(dòng)更有信心與決心，后續(xù)我們還將開(kāi)展第二次月球采樣任務(wù)——嫦娥六號(hào)，這一次我們將開(kāi)赴月球南極極區(qū)進(jìn)行采樣作業(yè)。