惰性树脂基月球表层采样执行装置设计

该采样装置针对月表极端环境下的无扰动取样需求开发，核心采用双组分惰性树脂作为样品封存介质，规避传统机械采样易出现的颗粒散落、层理破坏问题，适配月表真空、大温差工况下的原位取样作业场景。装置整体采用环式下沉作业结构，作业初始阶段先通过集成的视觉相机完成着陆区表面扫描，配合激光传感器完成待采样区域的平整度、表层硬度检测，选定采样点后伸缩式导向结构伸出，将采样环下压至月表以下2厘米深度，划定采样边界避免周边月壤混入目标样品。采样环内部集成无叶片风扇结构，作业时可产生微幅定向气流，将环内扬起的月尘颗粒导向树脂分配区域，避免颗粒逸出造成样品损失。双组分树脂在采样环就位后快速喷出，接触月表后数秒内完成固化，凭借自身极高的化学惰性实现样品的完全密封，将采样区域内的月壤、月尘完整包裹在树脂基体内部，从取样到返回地球全程保持样品的原始层理与成分状态，不会发生氧化、组分挥发或外来污染。装置的样品存储舱与主执行机构采用滚轴式分离结构，完成树脂固化封存后，存储舱通过滚轴传动脱离主作业端，转移至返回舱存储位，主作业端复位后可开展下一个点位的采样作业，整套结构没有复杂的轮系传动，运动部件少，可大幅降低深空环境下的卡滞故障概率。装置采样头直径设计为4.8厘米，单次可完成直径4.5厘米、深度2厘米范围内的表层样品采集，整体外轮廓适配着陆器搭载舱的安装边界，侧向无突出结构，发射阶段可完全收纳于载荷舱内，不会占用额外的搭载空间。结构设计上所有外露部件均做圆角处理，避免发射振动过程中与周边载荷发生磕碰，电气接口统一布置在装置上端面，与着陆器的安装法兰采用快拆式定位结构，地面总装阶段可快速完成对接调试。树脂存储舱采用独立密封腔体设计，双组分树脂分别存储于两个独立腔室，喷出前才完成动态混合，避免地面存储及地月转移过程中树脂提前固化，腔体出口处设置单向密封阀，可耐受发射阶段的振动冲击与空间环境的真空压差，不会发生树脂泄漏问题。