月球表層取心是指利用特定的月面取心鑽具取出月球土壤。月球次表層取心鑽具主要由取心鑽頭、螺旋鑽桿和取心機構組成。取心鑽具安裝在月球著陸器上，當著陸器降落到月面後，取心鑽在迴轉驅功機構的驅動下鑽入月球次表層。
基本介紹
- 中文名：月球表層取心
- 外文名：The surface of the moon is cored
- 學科：水利工程
- 領域：檢測
- 釋義：利用特定的取心鑽具取出月球土壤
- 鑽具組成：取心鑽頭、螺旋鑽桿和取心機構等
簡介,次表層取心鑽具工作原理,國外發展情況,總結,
簡介
我國的探月工程分為三個階段，已經完成了“繞”和“落”兩個階段。第三階段“回”的任務之一是鑽進到月球次表層以下指定深度並採集一定質量的月壤樣品。月球環境的特殊性增加了鑽取採樣任務的難度，為了保證任務順利完成，需要結合月球土壤的特性對採樣鑽具的鑽進功耗進行研究。並在地面環境下模擬月球的土壤進行模擬實驗。
次表層取心鑽具工作原理
月球次表層取心鑽具主要由取心鑽頭、螺旋鑽桿和取心機構組成。取心鑽具安裝在月球著陸器上，當著陸器降落到月面後，取心鑽在迴轉驅功機構的驅動下鑽入月球次表層。鑽頭的主要功能是破碎月壤和岩石。在鑽進過程中形成月壤樣心；螺旋鑽桿的主要功能是輸送被鑽頭破碎後的碎屑至鑽孔外部，為鑽具的進尺運動提供空間；取心機構的功能是將鑽進過程中形成的月壤樣心用取心軟袋包裹住，使其原有狀態不受鑽進運動擾動。保持心管隔離軟袋和鑽具內壁，以利於樣心的提取根據取心鑽具的各部分功能，將其鑽進功耗分為取心鑽頭切削月壤和螺旋鑽桿輸土功耗兩部分。
國外發展情況
1969-1972年，美國曾先後5次登上月球。其中“阿波羅”15號的太空人用手持電鑽取得了月球表面0.7深處的土樣。月球表面鑽探技術的奧秘是在不使用循環介質的情況下能冷卻鑽頭、排除岩屑和回收岩心；在真空和低重力條件下建立全部機構並完成鑽探使命。
1972年12月“阿波羅”17號登月時，地質學家H·H·施密特操作乾式作業的月面鑽機用空心螺旋鑽桿帶取心管和特製的表鑲金剛石鑽頭，鑽了3個深度2.5-3m的鑽孔，其中兩個鑽孔中安裝了測溫探頭，另一個鑽孔中取出了月球土壤。鑽機用乾電池驅動，鑽頭轉速280r/ min，取心管長460mm，可取出直徑19mm的岩心。
總結
1.在保證高取心率為目標的前提下，在阻力轉矩允許範圍內，適當降低鑽具迴轉轉速，可使取心鑽具的鑽進功耗降低。
2.在進給速度不變的條件下，取心鑽具的迴轉鑽進功耗隨速度的增加而增加，而鑽進阻力轉矩隨速度的減小而增大。
3.建立的取心鑽具迴轉功耗理論模型能夠正確反映實驗曲線的變化趨勢，可依據模型對鑽具的功耗進行預估。
