月球土壤與香港科研團隊----中無通訊 第97期

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                               本文原刊於 中無通訊 第97期 （2021年10月版）。

       中國探月工程第三階段的月球探測器 嫦娥五號，執行我國的首次地外天體採樣返回任務，並完成探月工程中“繞、落、回”中的最後一個“回”的程序。（有關圖片及文字介紹已刊載於 中無通訊95期）。
       嫦娥五號自2020年11月24日在海南文昌航太發射場升空，完成月球表面自動採樣任務後，於12月17日在內蒙古四子王旗著陸，帶回了1.7 kg月球土壤。
       2021年6月26日在香港會議展覽中心有「時代精神耀香江」之「百年中國科學家」主題展覽暨「月球土壤」展出，讓我們大開眼界。
       原來國家的重大科研項目，也有來自香港的科研專業教授團隊參與其中。
       香港理工大學 深空探測研究中心主任容啓亮教授和土地測量及地理資訊學系副系主任吳波教授，帶領各自的科研團隊，為「嫦娥」探月和「天問」探火作出重要貢獻。
      理大在國家多次月球和火星探測任務都深度參與其中。無論以先進測量、遙感及地理信息技術，協助挑選安全而又具科學價值的著陸地點；或運用尖端的精密工程技術，研製可以應付太空極端嚴苛環境的儀器，完成在火星上拍照和在月球上採集月壤樣本等任務。
      今次展覽中，一睹首度在港展出，由嫦娥五號攜帶回來的月壤；同場亦展出多項由理大研製的太空儀器實物，包括負責採集和保存這些月壤的表取採樣執行裝置、安裝在火星著陸器的監察相機、以及為嫦娥四號拍攝月球神秘背面360度全景的相機指向機構系統等。
嫦娥五號由軌道器，上升器，着陸器和返回器4個部分組成，而理大設計和生產的「表取採樣執行裝置」搭載在著陸器上。
      在月球表面的採樣工作完成後，機械臂透過視像導航，將理大研製的樣本容器提起，並放入上升器內。隨後上升器會離開月球表面進入月球軌道，與軌道器交合對接，並將樣本容器轉移至返回器，以便將樣本運返地球。
      國家亦借岀少量月球土壤予本港科研機構進行深入的相關課題研究。


2021年6月26日在香港會議展覽中心展出的 月球土壤。


月球樣品
月壤，即覆蓋在月球表面的「土壤」，包含微細的礦物顆粒，岩石碎屑和玻璃質微粒等。月壤顆粒質地微細，主要由氧（O）、矽（Si）、鋁（Al）、鐵（Fe）、鎂（Mg）、鈣（Ca）、鈉（Na）、鉀（K）、鈦（Ti）等元素構成，不含任何有機養份，而且非常乾燥。

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表取採樣執行裝置
「嫦娥五號」完成了世界首次全自動採集月球樣本，並成功將約1.7公斤的月壤帶回地球。當中的關鍵儀器「表取採樣裝置」由理大科研團隊與中國空間技術研究院（五院）自2011年開始合作研製，用以進行月面採樣，裝置於2017年完成。整套裝置由超過400件工件組合而成，由不同材料如鈦合金，鋁合金，不銹鋼等所制造，減低整個裝置的重量，同時堅硬而耐磨，以抵受嚴峻的太空環境。


月壤接載容器與「織物版」國旗
國旗重約12克，以國內高性能芳綸纖維材料為主，採用先進的嵌入式複合紡紗加工技術，既能承受紫外線強輻射，又能保證國旗在月面極端環境下可以順利展開。


落火狀態監視相機（火星相機）
重量輕巧（約390克），但外殼十分堅固，能抵禦極端温差和環境，同時抵抗相等於地球地心吸力6200倍的衝擊。

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為國家首個火星探測任務作出貢獻的香港理工大學跨學科專家團隊。