[发明专利]一种复合式小行星取样器及其取样方法

说明书

本发明公开了一种复合式小行星取样器及其取样方法，该取样器包括：圆柱筒状侧壁、安装在侧壁内的安装底架、固定在安装底架上的刷扫机构、钻取机构、样品容器，传感器模块、控制模块和电源模块，所述的侧壁的底部设有样品钩取部，刷扫机构上罩有电机保护罩，所述的电机保护罩的上方设有隔板，传感器模块、控制模块和电源模块安装在所述的隔板上，所述的样品容器的顶部设有顶盖；该方法包括的步骤有：取样器下降，取样器接触地面，样品属性检测、取样点选择和取样策略规划，该取样器及取样方法解决了传统小行星取样器存在采集量小、采样效率低、取样功耗高、无法适应复杂的取样环境进行有效的取样工作等问题。

技术领域

本发明涉及仪器科学领域，具体是一种复合式小行星取样器及其取样方法。

背景技术

小行星探测具有重要的研究意义，可解答星球起源和外星生命存在等科学问题，探索外空资源，为人类利用空间资源和能源提供技术支撑，小行星探测成为各国争先研究的热门领域。小行星是太阳系内最原始的天体，较多的保留了太阳系形成和早期演化的遗迹，研究表明小行星上有丰富的铁、镍、铜等金属，有的还有金和铂等贵重金属及稀土元素，另外小行星上还可能含有太空旅行者最希望能找到的珍贵资源—冷冻水，如果能够提取小行星上的水，不但可以用作饮用水，还可以分解成为供人类呼吸的氧气和用于火箭燃料的氢气。因此，小行星研究的科学意义、商业价值以及人类文明相关的社会价值目前是无法估量的。小行星表面取样能为我们提供近距离全方位的研究数据，使我们更清楚地了解小行星。

目前国内外行星取样器的形式，主要分为投射撞击取样器、钻取取样器、抓铲式取样器和刷扫取样器。其中投射撞击取样器，对撞击后的样品收集困难，取样效率比较低，钻取取样器能够对行星深层取样，但针对行星表面的颗粒取样效率不高；抓铲式取样器，能够采集大量的样品，但机构比较复杂，功耗较高；刷扫取样器能够在接触行星表面时，对颗粒样品快速刷扫取样，但只能适用于简单的取样环境。专利201410298650.9提出的小行星探测的钻取抓铲式复合取样器，能够收集大量的样品，但是抓铲式机构复杂，且控制难度大功耗高，在环境恶劣的小行星表面，很难保证取样器安全高效的工作。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种复合式小行星取样器及其取样方法，解决了传统小行星取样器存在采集量小、采样效率低、取样功耗高、无法适应复杂的取样环境进行有效的取样工作等问题，提出了一种基于刷扫、钻取和钩取的复合式取样器及其控制方法。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种复合式小行星取样器，它包括：圆柱筒状侧壁、安装在侧壁内的安装底架、固定在安装底架上的刷扫机构、钻取机构、样品容器，传感器模块、控制模块和电源模块，所述的侧壁的底部设有样品钩取部，样品钩取机构的形状为倒钩状，取样器接触小行星表面一定深度后，即可钩取少量样品，存储在倒钩状结构内部，刷扫机构上罩有电机保护罩，所述的电机保护罩的上方设有隔板，所述的传感器模块、控制模块和电源模块安装在所述的隔板上，所述的样品容器的顶部设有顶盖，顶盖安装在圆柱筒状侧壁的内部，起到密封的作用，所述的侧壁上设有的圈孔用于固定安装底架。

所述的安装底架包括：内部安装平板、下安装板、前安装板和后安装板，所述的下安装板固定在内部安装平板的底部，前安装板和后安装板平行对齐，分别位于内部安装平板的前、后两侧，并固定在下安装板上，下安装板的中间设置有直线轴承孔，左右两侧分别设有倒圆弧A和倒圆弧B，所述的内部安装平板用来固定刷扫机构、钻取机构和样品容器。

作为本发明的进一步优选，所述的刷扫机构包括：刷轮电机固定板、刷轮电机、传动齿轮A、传动齿轮B、传动齿轮C、传动齿轮D、传动齿轮E、刷轮A和刷轮B；