NASA标识星壤风化层采样执行装置

该装置面向地外天体表层风化层探测采样任务设计，核心功能是在低重力、无大气的天体表面完成着陆锚定与表层风化物样本采集作业，适配小行星、月球等无大气天体的原位探测场景，可搭载于小型深空探测载荷平台，为星壤成分分析、物性参数测定提供可靠的样本获取支撑。装置上部为载荷搭载舱段，预留了探测传感器、样本存储舱的安装接口，外表面的标识区域可根据任务属性调整涂装，舱段内部集成驱动与动力单元，其中螺纹进给驱动单元额定输出功率20w，为采样爪的进给动作提供稳定动力输出，液压驱动单元额定功率15w，负责着陆支腿的姿态调整与采样爪的开合锁紧动作，整套装置总质量控制在288.26克，适配小型深空探测载荷的重量配额要求。结构设计上，下部采用多组冗余支腿与采样爪集成的布局，支腿可在着陆阶段根据接触表面的地形起伏自适应调整伸出长度，保证上部载荷舱在凹凸不平的星表保持水平姿态，避免载荷倾斜导致探测数据偏差；采样爪采用尖楔式结构设计，爪尖采用高硬度黄铜材质加工，可顺利嵌入固结程度较低的风化层内部，爪体开合行程覆盖0-35毫米范围，单次采样可获取5-10克的表层星壤样本，支腿与采样爪的主体结构采用铝合金材质加工，在保证结构强度的前提下尽可能降低整体自重，黄铜材质的爪尖兼具一定耐磨性与抗冲击性能，可应对星表混杂的微小岩粒磨损。设计过程中充分考虑低重力环境下的作业稳定性，支腿展开后最大支撑直径达到120毫米，大幅降低装置侧翻风险，各运动关节均设置阻尼限位结构，避免低重力环境下动作惯性导致的结构冲击，液压管路采用内嵌式布局，避免外露管路在着陆过程中被星表岩粒磕碰损坏，驱动单元与执行机构的连接部位采用密封设计，防止微细星壤颗粒进入传动间隙造成卡滞。整套装置的安装边界为直径120毫米、高度180毫米的圆柱空间，可直接适配现有小型探测载荷的搭载舱接口，无需额外设计适配结构，采样动作流程经过多轮仿真验证，可在-60℃到120℃的温度区间内稳定执行作业，适配多数近地天体与月球表面的温度环境。