[发明专利]一种适用于天体的气体激励采样器

说明书

一种适用于天体的气体激励采样器，属于深空探测技术领域，包括钻机、破岩机具、样品容器、气源、气路；所述样品容器包括内腔、外筒、上盖；所述内腔的两端连通，所述内腔套装在外筒内，所述上盖安装在外筒上；所述内腔和外筒之间形成环形腔体；所述破岩机具穿过所述上盖经所述内腔后用于钻进破岩；所述钻机用于驱动破岩机具；所述内腔的侧壁上设有封装密闭门；所述气源的气体经所述气路吹入所述内腔，用于将样品经所述封装密闭门吹入环形腔体。

技术领域

本发明涉及一种适用于天体的气体激励采样器，属于深空探测技术领域。

背景技术

地外天体探测对于我国“开辟新疆域、揭示生命起源、推动技术进步、开发天然资源、保护地球安全”具有显著意义，地外探测器或者飞越，或者绕飞，或者着陆，或者采样返回，以不同的形式对小天体进行科学探测，其中采样是探测活动的核心技术手段，样品返回地球后可在实验室内进行最全面直接的科学研究，目前地外天体采样需要采样器具有地质特性适应性强、反作用力低、采样迅速等特点。

在月球与火星上常用的采样技术包括钻取、机械臂铲挖、研磨和抓取等，但采样反作用力大且采样时间长，日本隼鸟号(Hayabusa)2005年对糸川小行星进行了采样，采用了射弹撞击后容纳回收的方法，但采样量极其微小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于天体的气体激励采样器，采样器采用气体激励与破岩机构复合，利用破岩机构增强表面的破碎程度，然后由高压气流将表面碎屑吹进取样器，并完成初级封装。采样器可以适应探测器附着与接触采样，具有采样时间短、星表适应性强、可重复采样、采样可靠的特点。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种适用于天体的气体激励采样器，包括钻机、破岩机具、样品容器、气源、气路；

所述样品容器包括内腔、外筒、上盖；所述内腔的两端连通，所述内腔套装在外筒内，所述上盖安装在外筒上；所述内腔和外筒之间形成环形腔体；所述破岩机具穿过所述上盖经所述内腔后用于钻进破岩；所述钻机用于驱动破岩机具；所述内腔的侧壁上设有封装密闭门；

所述气源的气体经所述气路吹入所述内腔，用于将样品经所述封装密闭门吹入环形腔体。

优选的，所述外筒的侧壁靠近所述封装密闭门出设有锥形导向结构，用于对吹入环形腔体的气流和样品进行导向。

优选的，所述封装密闭门通过弹性元件安装在所述内腔的侧壁，当所述气源的气体经所述气路吹入所述内腔时，所述封装密闭门打开。

优选的，气体吹入所述内腔的位置与所述封装密闭门的位置在所述内腔上相对。

优选的，还包括安装在所述外筒上的毛刷，所述毛刷用于所述气体激励采样器与天体表面的密封。

优选的，所述毛刷包括两层，均为圆环形，其中一层位于所述外筒的边缘，另一层靠近所述内腔的边缘。

优选的，所述气源输出的气体的压力不小于0.3MPa。

优选的，所述外筒的侧壁上设有气流出口薄膜，用于气体流出。

优选的，所述气流出口薄膜的位置与所述锥形导向结构的位置在所述外筒上相对。

优选的，所述气流出口薄膜为网状，网眼的尺寸不超过200目。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)与现有地外天体采样技术相比，钻进破岩与排屑收集复合设计，可实现风化层、小颗粒与大颗粒碎石、岩石等多工况的采样，钻进获得碎屑后气体激励配合完成样品的定向传输与回收，具有地质适应性强、简单可靠、采样效率高的优点；