香港理工大学（理大）凭藉卓越科研实力，参与中国嫦娥五号任务，为国家首次从月球表面采样并把样本带回地球的任务取得了突破，缔造了历史创举。理大科研团队透过跨学科协作，设计和研制了一套 "表取采样执行装置"，运用先进的机械人技术采集月球样本。该仪器在香港研发和制造，不但展示了理大雄厚的科研实力，亦印证香港有能力在国家太空探索及科研发展上担当重要角色。

嫦娥五号探月工程不但是国家首次在月球表面采集土壤的任务，更是人类自 1976 年以来，相隔 40 年后再次进行有关尝试。该历史任务於 2020 年 11 月 24 日展开，当天长征五号运载火箭搭载并成功发射嫦娥五号月球探测器。该探测器由四个部分组成，包括轨道器、上升器、著陆器和返回器。12 月 1 日，上升器和著陆器顺利降落月球表面，展开收集月壤的任务。12 月 17 日，返回器携带月球样本安全著陆地球，完成历时 23 天的太空探索之旅。

嫦娥五号以 "表取采样" 和 "钻取采样" 两种方式取得月壤。由理大科研团队与中国空间技术研究院合作研制的 "表取采样执行装置"，负责表取采样的工作。

理大校董会主席林大辉博士表示："采集月球样本是国家太空探索历史上的一个重要里程碑。而理大是香港唯一有份参与嫦娥五号任务的高等院校，这充分印证了我们拥有顶尖的科研实力。"

（ 右起 ）理大校长滕锦光教授、校董会主席林大辉博士、容启亮教授、常务及学务副校长黄永德教授出席介绍「表取采样执行装置」的新闻发布会。

由理大研发的太空仪器是一项高度精密的创新发明，透过全自动机械人技术来采集月球样本，更是史无前例。这项研发工作由理大工业及系统工程学系副系主任暨钟士元爵士精密工程教授容启亮教授率领，其团队超过 20 人，而理大工业中心副总监谭惠民博士是其中一名重要成员。

完成史无前例的任务

嫦娥五号仅以 20 小时便完成从月球表面收集样本，但探月工程的前期工作，则需要经年累月的研究和准备，而中国空间技术研究院早於 2011 年已委托理大开发 "表取采样执行装置"。

容启亮教授与用来采集松散月壤样本的采样器（甲）

容启亮教授表示："整项研究工作充满挑战与未知之数。我们起初毫无头绪，亦找不到任何参考资料，甚至连要设计甚么都感到疑惑，而以机械人技术采集大量月球样本亦无先例可循。"

 

容教授的团队需克服种种挑战，而太空及月面的极端环境亦增加了研发工作的难度，包括白天时月球表面的高温，仪器在探月旅途中将会承受的冲击及震荡，以及对各种设备的严格重量规定。直至2017年，其科研团队才成功克服所有技术难题，取得研发成果。

 

由超过400件工件组合成采样装置

经过六年的不懈努力，进行了数千次测试后，科研团队最终研制出一套由超过 400 件工件组合而成的 "表取采样执行装置"。各工件以最适切的材料制造，包括钛合金、铝合金及不锈钢等。

谭惠民博士与专门用来采集黏性样本的采样器（乙）

每件工件都是为采样任务而精心设计。谭惠民博士说："制造这些工件需要很复杂的技术，亦要求很高的精准度和可靠性。" 理大工业中心以其高水平的创新技术，在采样装置的制造、组装、测试和质量控制工作中起著关键作用。

 

表取采样执行装置」能抵受摄氏 200 度的高温，整套装置包含两个采样器，分别用於收集松散和黏性的月球样本；两部内置的耐热近摄相机，可在样本采集过程中发挥监察和视像导航功能；以及一套初级封装系统，可将样本密封并保存於容器之中。

由於采样装置的每一部分都需要遵守严格的载荷重量要求，因此两个采样器需要具备多种功能，不仅可用於采集样本，同时能将样品容器钳起，把它从著陆器移到上升器。容教授说："为使所有工件保持在适当温度，我们更在精巧的采样装置中放进一个类似冰箱的冷却设备。"

科研团队一丝不苟的努力终获回报。嫦娥五号降落在月球的正面后，装置的采样器从月面成功取得二千克表层样本，并将其放在容器中密封。采样器的机械臂随即将容器钳起，放入上升器中。其后，上升器离开月面，进入月球轨道，与轨道器会合并对接，然后将装著月壤样本的容器放置返回器中。带著月壤的返回器最后成功返回地球，完成整个任务。

主要仪器及其特徵

采样器（甲）

采样器（甲）的长度约为35厘米，专为采集松散的月球样本而设。它能甩掉多余的碎片、凿开大块的月壤，并将样本准确倒入样本罐，以免污染周遭仪器。

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采样器（乙）

采样器（ 乙 ）的长度约为30厘米，它能钻进月壤，打开齿状金属瓣抓取黏性样本。

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近摄相机

近摄相机可抵受高达摄氏130度的高温。每个采样器均配备一部近摄相机，可在样本采集过程中发挥监察和视像导航功能，有助拣选具科研价值的月壤样本。

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初级封装系统

整个初级封装系统重约1.5公斤，样本罐只重360克。该系统用於将月球样本密封保存，以带回地球。

参与太空探索20年

自 2010 年起，理大一直参与国家各项航天探索项目。理大与中国空间技术研究院携手合作研制 "相机指向系统"，用於 2013 年嫦娥三号及 2019 年嫦娥四号月背探测任务，并研制 "落火状态监视相机"，在 2020 年应用於天问一号。此外，"表取采样执行装置" 亦将用於嫦娥六号探月任务。

多年来，理大积极参与国家及国际多项太空探索项目，累积了宝贵的经验，包括为欧洲太空总署 2003 年火星快车任务研发 "岩芯取样器"，以及为 2011 年的中俄联合探索火星任务研发 "行星表土准备系统"。

揭开月球的奥秘

嫦娥五号成功采集的月壤样本，将有助科学界进一步揭开月球的奥秘。嫦娥五号在月球表面降落的区域，相比其他曾经探索过的区域，地质年代较近，因此带回地球的将会是有史以来最年轻的月壤样本，这有助科学家更深入了解月球和太阳系的演化过程。

随著嫦娥五号成功返回地球，中国成为第三个从月球带回样本的国家。理大校长滕锦光教授表示："理大能参与国家的太空计划，我为此感到非常荣幸。藉著参与这项复杂艰巨的太空任务，理大科研团队展示了其坚实的科研能力及锐意创新的精神，推动前沿技术及科学领域的发展。" 理大将继续在科研领域追求卓越、引领创新，积极为嫦娥六号及其他太空探索计划作出贡献。

容启亮教授（中）与研究团队

观看理大 "表取采样执行装置" 如何运作：