嫦娥五號在月亮之上“挖土”
，舉世矚目
，它的取土手臂什麼樣?在哈爾濱工業大學一個實驗室內，此次應用於嫦娥五號的同款備用機械臂：全長3.7米，結構重量3100克，臂厚僅有1.4毫米。通體銀白色的機械臂長得平平無奇，卻能精準地將月壤放入盛放容器中，在這“神奇手臂”縮放自如的背後，是哈工大材料科學與工程學院耿林教授團隊張學習教授項目組曆時多年的努力與艱辛。

　　張學習是哈工大材料科學與工程學院的教授，他所在的輕質耐熱金屬基複合材料團隊，在耿林教授帶領下從事金屬基複合材料研發30餘年。在嫦娥五號“挖土”之(zhi)旅(lv)中(zhong)
，張(zhang)學(xue)習(xi)帶(dai)領(ling)項(xiang)目(mu)組(zu)經(jing)過(guo)多(duo)年(nian)艱(jian)苦(ku)努(nu)力(li)，攻(gong)克(ke)了(le)鋁(lv)基(ji)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)在(zai)空(kong)天(tian)領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)的(de)多(duo)項(xiang)關(guan)鍵(jian)性(xing)技(ji)術(shu)，參(can)與(yu)研(yan)製(zhi)出(chu)嫦(chang)娥(e)五(wu)號(hao)采(cai)樣(yang)機(ji)械(xie)臂(bi)。

　　2020年12月2日深夜，嫦娥五號機械臂曆經近15小時完成多種複雜月麵自主采樣動作，在7—8平方米的扇形區域內采樣12次ci
，將jiang樣yang品pin精jing確que轉zhuan移yi至zhi密mi封feng容rong器qi中zhong，當dang機ji械xie臂bi提ti起qi樣yang品pin容rong器qi精jing準zhun放fang入ru封feng裝zhuang容rong器qi
，圓yuan滿man完wan成cheng了le月yue壤rang的de采cai樣yang任ren務wu時shi
，位wei於yu北bei京jing的de地di麵mian控kong製zhi室shi響xiang起qi熱re烈lie掌zhang聲sheng，張zhang學xue習xi和he團tuan隊dui成cheng員yuan終zhong於yu鬆song了le一yi口kou氣qi。

　　張(zhang)學(xue)習(xi)說(shuo)，為(wei)攻(gong)克(ke)麵(mian)向(xiang)月(yue)麵(mian)環(huan)境(jing)的(de)鋁(lv)基(ji)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)複(fu)雜(za)構(gou)件(jian)製(zhi)備(bei)成(cheng)形(xing)一(yi)體(ti)化(hua)技(ji)術(shu)
，團(tuan)隊(dui)在(zai)多(duo)年(nian)技(ji)術(shu)積(ji)累(lei)基(ji)礎(chu)上(shang)
，結(jie)合(he)月(yue)麵(mian)工(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)進(jin)一(yi)步(bu)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)

，在(zai)材(cai)料(liao)製(zhi)備(bei)成(cheng)形(xing)技(ji)術(shu)上(shang)攻(gong)克(ke)難(nan)點(dian)，突(tu)破(po)了(le)鋁(lv)基(ji)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)晶(jing)須(xu)構(gou)型(xing)理(li)論(lun)設(she)計(ji)、高致密材料製備、複雜構件熱加工過程成形與控性
、強韌化與尺寸穩定化處理等關鍵技術
，獲得了十餘項國家發明專利。

　　針對大尺寸機械臂彎曲和扭轉載荷同步加載和剛度測試難題，張學習等團隊成員經過1nianduoshijiangongguan，zizhuyanfaledachicunzhouxinglingjianwanniulianhejiazaizhuanyongceshizhuangzhi
，cizhuangzhichenggonghuodeliangxiangguojiafamingzhuanli，shixianlejixiebiwanjuheniujutongbujiazai，yijigangdudejingqueceliangheqiangduxiaohe，weichanpinchuchangtigongleguanjianzhicheng。

　　“由於形狀特殊的機械臂沒有通用的檢測裝置
，又考慮到月球真空環境

、陽光照射造成產品溫差大
，嫦娥五號會麵臨極端的環境，在此條件下，機械臂很可能因剛度強度不足或熱脹冷縮而變形
、降jiang低di重zhong複fu采cai樣yang精jing度du。我wo們men針zhen對dui這zhe些xie問wen題ti自zi主zhu研yan發fa了le一yi套tao不bu同tong溫wen度du條tiao件jian下xia機ji械xie臂bi性xing能neng檢jian測ce裝zhuang置zhi，測ce試shi表biao明ming機ji械xie臂bi剛gang度du和he尺chi寸cun穩wen定ding性xing超chao過guo設she計ji要yao求qiu
，保bao證zheng了le機ji械xie臂bi挖wa取qu月yue壤rang和he轉zhuan移yi樣yang品pin過guo程cheng中zhong極ji高gao的de重zhong複fu定ding位wei精jing度du。經jing過guo反fan反fan複fu複fu一yi年nian多duo的de試shi驗yan，進jin行xing了le上shang百bai次ci強qiang度du、剛度等多種性能的檢測。”張學習說，“隻有不停地試驗驗證
，才能在實際應用中萬無一失。”

　　在項目研發前期，由於一些技術缺陷
，團隊在很長一段時間內都找不到合適的解決辦法

，隻得不停地試錯
、完善、調整……從2010年項目論證
，到2013年項目啟動，再到2017年完成技術攻關、2020年成功登月……在此過程中

，中國空間技術研究院總體部機械臂研究所給予了大力幫助
，哈工大武高輝

、單德彬
、徐文臣教授等多位專家給予了技術幫助和指導，為項目的順利實施發揮了重要作用。

　　“未來一係列國家重大任務對新材料研發提出了更高要求
，隻有不斷創新
，才能滿足需要。”針對未來發展
，哈工大材料科學與工程學院院長、團隊負責人耿林說。

　　嫦娥五號工程是我國探月工程“繞”“落”“回”中的最後一步

，發射的中國首個實施無人月麵取樣返回的月球探測器是中國航天迄今為止最複雜、難度最大的任務之一。嫦娥五號探測器在2020年11月24日發射升空，機械臂僅用近15小時就完成了12次采集表層月壤
，圓滿完成表層月壤的采樣任務。