[发明专利]一种地外天体样品采集密封容器的解封方法

说明书

本发明公开了一种地外天体样品采集密封容器的解封方法，属于真空技术领域；其方法为：将过渡舱、操作舱和解封舱内的气体置换成高纯氮气；将地外天体样品采集密封容器放置于过渡舱内后，对过渡舱抽真空；将操作舱内的高纯氮气充入过渡舱内；将所述容器移至操作舱内；将所述容器移至解封舱内，使所述容器传送至解封舱内设定的解封位置；对解封舱抽真空，然后所述容器进行解封；操作舱内的高纯氮气充入解封舱内，使操作舱与解封舱之间的压力平衡；将解封后的所述容器移至操作舱；在操作舱中，将地外天体样品从解封后的所述容器中取出；该方法解决了所述容器在高真空环境下难以进行解封、在高纯氮气环境下难以进行处理和存储的问题。

技术领域

本发明属于真空技术领域，具体涉及一种地外天体样品采集密封容器的解封方法。

背景技术

深空探测的重要任务之一就是在深空获取地外天体样品如土壤、岩石等，完好封存并携带返回地球进行科学研究。地外天体表面一般为真空环境。地外天体样品在采集之前，已经在地外天体表面真空环境中保存了几十亿年。美国阿波罗计划研究表明，地外天体样品对地球大气环境中的水和氧特别敏感，一旦暴露于地球大气，将与之发生物理或化学反应，使样品失去原有的特性。因此，地外天体样品在采集、返回地面、解封、处理和存储等过程中，如何避免地外天体样品尽可能少受地球上生命活动、水、氧化等因素的影响，尽可能保持样品的原始状态，是深空探测工程重点关注的问题之一。

根据我国深空探测发展规划，我国将于2017年前实现月球样品的无人采样与返回。根据后续发展规划，我国还将进行火星的探测、火星样品采样与返回等一系列的深空探测工程。地外天体样品采集密封容器返回地面后，根据地外天体样品处理流程，还需进行地外天体样品采集密封容器、地外天体样品处理和保存等一系列的过程。保证在地外天体样品无损无污染无变性的条件下实现地外天体样品采集密封容器的解封、地外天体样品处理和保存，使样品的分析结果能反映原始的状况是地外天体样品地面处理系统最关键的问题，也是目前亟待解决的工程问题。因此，需开展地外天体样品采集密封容器解封、地外天体样品处理和保存方法研究，以满足深空探测工程地外天体样品采集密封容器地面解封、地外天体样品处理和保存的要求。

兰州空间技术物理研究所研制的地外天体样品采集密封容器采用了真空密封方式，即在星体表面的真空环境中将地外天体样品采集并放入容器中进行真空密封，使样品保持在原有的真空环境中。针对该容器的密封特性，在真空环境下对地外天体样品采集密封容器进行解封，利于地外天体样品采集密封容器，也可使地外天体样品在返回地面过程中尽可能少受地球大气环境的影响，避免样品污染。地外天体密封容器解封后，需对地外天体样品进行处理和保存。美国阿波罗计划和月球样品博物馆对地外天体样品处理和保存的研究表明，地外天体的处理和保存需在高纯惰性气体环境下进行，要求高纯惰性气体中每100万摩尔分子中，水分子少于50摩尔，氧气分子少于20摩尔即高纯惰性气体环境中水含量低于30ppm，氧含量低于20ppm，这样可使地外天体样品在处理和保存过程中尽可能少受地球大气环境的影响，避免样品污染。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种地外天体样品采集密封容器的解封方法，该方法解决了地外天体样品采集密封容器在高真空环境下难以进行解封、在高纯氮气环境下难以进行处理和存储的问题。

本发明是通过下述技术方案实现：

一种地外天体样品采集密封容器的解封方法，其步骤为：

第一步，将过渡舱、操作舱和解封舱相通，将过渡舱、操作舱和解封舱内的气体置换成高纯氮气，使过渡舱、操作舱和解封舱的压力相同，并使压力维持在设定值；当操作舱内的湿度和氧浓度均低于设定值时，将过渡舱、操作舱和解封舱彼此封闭；

第二步，将地外天体样品采集密封容器放置于充满高纯氮气的过渡舱内后，对过渡舱抽真空处理，直到过渡舱内的真空度达到设定值；