[发明专利]一种便于低重力传送的月壤样品容器构型

说明书

一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，包括月壤样品容器构型(6)、弱导向装置(5)、密封容器(7)；月壤样品容器构型(6)为薄壁圆环筒型构型，外壁设有导向锥段，内壁设有内壁导向配合段(4)，弱导向装置(5)、密封容器(7)均安装于固定结构上，月壤样品容器(6)可沿弱导向装置(5)、密封容器(7)的公共轴线向下传送。

技术领域

本发明涉及一种便于低重力传送的月壤样品容器构型。

背景技术

我国探月三期工程规划的科学目标是获取月球样品并返回地球。按照任务规划，钻进获得的月壤样品首先封装在月壤样品容器内，封装完毕后，月壤样品容器与样品获取机构分离，传送至位于其正下方的密封容器中。由于月壤样品容器能否可靠传送入密封容器中关系到月球取样任务的成败，是系统单点失效环节，且月球表面为低重力环境，因此，月壤样品容器的构型必须便于容器在低重力场下完成样品传送。

在与样品获取机构分离前，月壤样品容器的轴线与位于其下部的密封容器的轴线存在一定的位置偏差，因此，不能通过设置精确导向装置的方法将月壤样品容器精确传送至密封容器中，而是需要采取弱导向约束的方式使月壤样品容器完成传送，这就要求月壤样品容器的构型在传送过程中能够自适应轴线偏差带来的干扰，可靠地传送至密封容器中；月壤样品容器的构型还必须保证足够的容积以盛装月壤样品，且必须保证月壤的可靠封装，传送过程中月壤样品不外漏；月壤样品容器直接暴露在空间环境中，对耐高低温、抗辐照等性能要求苛刻；探月三期工程首次开展月球取样返回任务，无类似产品可借鉴。

综上，针对月球取样返回这一全新任务，用于盛装月壤的样品容器无成熟设计产品可借鉴，需设计新的月壤样品容器以完成低重力下的月壤样品传送动作。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，通过在圆环筒型月壤样品容器外壁的适当部位设置三级导向锥段、内壁设置导向配合段，解决了在低重力条件下便于传送的、且具有较强适应性的月壤样品容器的构型设计难题，外壁处的导向锥段以及内壁处的导向配合段尺寸等导向特性可设计，可适用于不同的传送工况。

本发明的技术解决方案是：一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，其特征在于包括月壤样品容器构型、弱导向装置、密封容器；月壤样品容器构型为薄壁圆环筒型构型，外壁设有导向锥段，内壁设有内壁导向配合段，弱导向装置、密封容器均安装于固定结构上，月壤样品容器可沿弱导向装置、密封容器的公共轴线向下传送。

所述的月壤样品容器构型包括外壁一级导向锥、外壁二级导向锥、外壁三级导向锥，在传送过程中一级导向锥段保证月壤样品容器下端可靠进入密封容器内，二级导向锥段使月壤样品容器自动调整姿态角的功能，三级导向锥段使传送到位时月壤样品容器的轴线与密封容器轴线重合。

所述的外壁一级导向锥锥角范围在70°～84°之间，外壁二级导向锥角度范围在40°～66°之间，外壁三级导向锥角度范围在4°～10°之间。

所述的弱导向装置为圆柱结构，外壁设有润滑层，润滑层材料为二硫化钼。

所述的弱导向装置的直径为内壁导向配合段直径的99％，内壁导向配合段与弱导向装置采用大间隙配合。

所述的月壤样品容器表面有涂层，涂层的吸收率不大于0.5，发射率不低于0.7。

所述的一级导向锥段在传送过程中先与密封容器的环形口接触，接触过程调整月壤样品容器姿态，当一级导向锥段完全进入密封容器内部后，二级导向锥段与密封容器的环形口接触，再次调整月壤样品容器姿态，使月壤样品容器的轴线向密封容器的轴线趋近，当二级导向锥段完全进入密封容器内部后，三级导向锥段与密封容器的环形口接触，接触过程对月壤样品容器运动轨迹进行精确导向，使月壤样品容器的轴线与密封容器的轴线趋于同轴，内壁导向配合段与弱导向装置分离，最终月壤样品容器的轴线基本与密封容器的轴线重合。

本发明与现有技术相比的优点在于：