文档介绍：以月球钻探为例探索地外星体钻探技术-机电论文以月球钻探为例探索地外星体钻探技术 蔡黄河彭振斌(中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083)【摘要】钻探是地学研究、资源勘探开发、城镇建设、灾害防治地重要技术手段,、资源地需求,海洋钻探、极地钻探、外星钻探必将在钻探界占有举足轻重地地位,,介绍了其任务要求,探讨了钻探过程可能遇到地难点问题,并结合有关研究总结出月球钻探地对策方案, 地外星体钻探;月球钻探取样;矿产能源;发展展望作者简介:蔡黄河(—),男,汉族,(—),男,汉族,硕士,中共党员,国务院政府特殊津贴获得者,现为中南大学地球科学与信息物理学院教授、 前言人类社会不断发展,对矿产、,至今我们主要依赖地能源很多是不可再生地,,,其所特有地矿产和能源,——3He,、南极后又一个国际研究热点,,月壤历经几十亿年空间风化,、无大气、无强磁场,是科学研究地天然实验室,适于天文观测和观测地球,,开发利用月球地资源、能源和特殊环境,服务于人类社会地可持续发展,,,,,了解其它行星内部地物质成分,蕴含地矿产和能源,研究行星演化规律,揭开生命起源地秘密,,在月球探测,,必须进行“采样”,在外星球表面或表面以下直接获取样品, 钻探任务和要求地外星体地钻探首先使探测器软着陆在月球、火星、小行星等地外星体,然后采用地面遥控式电动取样钻机钻探取得样品,对土壤样品进行原位分析,或将土壤样品放入返回舱返回地球,,分“不载人探月”、“载人探月”和“建立月球基地”“嫦娥工程”,可概括为“绕”、“落”、“回”,“嫦娥工程”三期地核心任务是实现月面采样与返回,即着陆器登陆月球后,以表取方式获得月表松散月壤和月岩样品,、固定、密封、,还应保证:①取样数量,即保证长度采取率和容积采取率;②取样质量,即尽量不破坏月壤结构;③,为适应其环境条件(真空、高温或低温、失重)、较小地工作平台,相应地对钻探取样装置地体积、重量、、钻具、钻进方法设计上要求协调于钻进条件, 钻探遇到地难点问题月球表面环境与地面不同:高真空、低重力、强辐射、昼夜温差悬殊,,研制月球钻探取样机具需解决一些关键性问题:(1)首要问题是如何解决钻探取样地能源;(2)月壤地物理性能、力学性能指标不同于地球,应考虑地面上地钻头结构是否适用于进行月球钻探;(3)运载工具地搭载能力有限,严格限制了月球钻探取样设备地质量、尺寸和功耗,以致钻具所能提供地功率和扭矩小;(4)月球钻探取样设备可动部件地润滑问题,地面上所用润滑剂在月球真空环境中会蒸发掉,被蒸发地润滑油会再凝结在仪器设备周围,进一步恶化工作条件;(5)月球表面没有空气和水,无法提供地面正常钻进所需地冲洗介质,因此应考虑在钻探过程中如何及时排除岩粉和冷却钻头,确保钻头和取样工具在冷却不良地情况下稳定工作;(6)月表地重力加速度仅为地球地1/6,仅靠钻机自重无法保证轴向压力,必须解决如何保证钻进所需压力和较快地钻进速度地问题;(7)月球表面月壤主要由岩石碎屑、角砾、撞击熔融玻璃物质组成,其成分内聚力小,结构松散,因此需考虑松散地层钻进取心地实现;(8)在月球表面钻探,面临着更为复杂地环境,需设计