火星样品返回任务中样品捕获定向概念与验证

针对火星样品返回任务中样品捕获回收概念,提出了一种样品捕获定向系统架构,以实现火星轨道样品容器的在轨捕获、姿态定向,并将样品容器转移到封装桶内。该方案使用捕获盖进行样品容器的捕获;4个扇面形成可收缩的捕获空间,用于约束定位样品容器;扇面上的传送带与样品容器接触,利用摩擦力与突出挡条带动样品容器运动,传送带相互协同传动用于实现样品容器姿态回正,并转移到封装桶内。为了准确实现样品定向与直线转移,基于扇面转角测量信号制定了扇面与传送带的协调动作策略。设计和研制了样品捕获定向机构样机,测试验证了样品捕获、定向和转移功能。该机构具有质量小(<12 kg)、定向与转移功能集成度高、样品容器姿态回正适应性强、转移可靠性高等特点,可应用于火星样品返回任务。