目前,我國嫦娥五號的軌道器和返回器組合體正帶著2公斤月壤繞月飛行。待到合適時(shí)機(jī)(預(yù)計(jì)是在本月12日)進(jìn)行點(diǎn)火,軌返組合體將會(huì)進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道,踏上返回地球之路。預(yù)計(jì)在本月17日前后,嫦娥五號的返回器將會(huì)降落到地球上。
與此同時(shí),日本的隼鳥2號已經(jīng)完成了小行星采樣,并于本月6日成功降落到地球上。同樣是地外天體的采樣返回地球任務(wù),中國的嫦娥五號和日本的隼鳥2號,哪個(gè)難度更大,技術(shù)更先進(jìn)?
在2003年,日本發(fā)射了小行星采樣返回器——隼鳥1號,它的目標(biāo)是絲川小行星。這是一顆具有潛在威脅的近地小行星,它的軌道與地球公轉(zhuǎn)軌道相交叉。
隼鳥1號成功登陸絲川小行星,并采樣返回地球,這是人類第一次獲得小行星的樣本。整個(gè)任務(wù)持續(xù)7年,隼鳥1號累計(jì)飛行了60億公里。研究近地小行星,不但能夠預(yù)警它們未來的撞擊,而且還能揭示太陽系起源之謎,因?yàn)樾⌒行谴蠖挤浅9爬?,它們一般是來自?5億年前的早期太陽系。
有了隼鳥1號的成功,日本又在2014年發(fā)射了隼鳥2號,這次采樣返回的目標(biāo)是龍宮小行星。這也是一顆可能會(huì)撞上地球的近地小行星,它的遠(yuǎn)日點(diǎn)在地球軌道外側(cè),距離太陽為1.42天文單位;近日點(diǎn)則位于地球軌道內(nèi)側(cè),距離太陽為0.96天文單位。龍宮小行星在繞著太陽公轉(zhuǎn)時(shí),將會(huì)橫越地球軌道,有概率與地球發(fā)生碰撞。
經(jīng)過四年的追趕,隼鳥2號飛抵龍宮小行星。但要登陸龍宮小行星,并非一件容易的事情。這是因?yàn)樾⌒行堑馁|(zhì)量很小,引力太弱,探測器難以被引力束縛住。
龍宮小行星的平均直徑只有865米,質(zhì)量為4.5億噸,它的表面重力僅為地球表面重力的8萬分之一。隼鳥2號需要進(jìn)行一系列的精確操控,讓速度穩(wěn)穩(wěn)地降下來,這樣才能登陸小行星。
隼鳥2號在龍宮小行星上登陸了兩次,獲取了10克的小行星樣本。2019年,隼鳥2號啟程飛往地球,攜帶著小行星樣本的返回艙于本月6日在地球上著陸。
從發(fā)射到返回,隼鳥2號在太空中飛行了6年多的時(shí)間,累計(jì)飛行距離達(dá)到了52.4億公里,相當(dāng)于地球到太陽距離的35倍。隼鳥2號的任務(wù)還沒有結(jié)束,它只是與地球擦肩而過,把樣本返回艙送回地球。隼鳥2號將會(huì)繼續(xù)太空探測之行,它預(yù)計(jì)在2026年飛越小行星2001 CC21,并于2031年飛抵小行星1998 KY26。
中國的嫦娥五號和日本的隼鳥2號
鑒于都是地外天體的采樣返回地球任務(wù),很多人不自覺地會(huì)將兩者進(jìn)行比較。從難度和技術(shù)先進(jìn)程度來看,都是我國的嫦娥五號更勝一籌,兩者可以說不是一個(gè)段位的。
月球的引力要比龍宮小行星強(qiáng)得多,嫦娥五號著陸月表,需要進(jìn)行一系列復(fù)雜地機(jī)動(dòng)。在月球上采樣完,上升器還要有足夠強(qiáng)力的火箭來克服月球引力。之后,上升器還要進(jìn)行太空對接來轉(zhuǎn)移樣本。相比之下,輕巧的隼鳥2號登陸小行星,所要面臨的考驗(yàn)會(huì)小得多。
隼鳥2號的主要難度在于深空測控,因?yàn)樾⌒行且仍虑蜻h(yuǎn)得多。信號強(qiáng)度遵循平方反比定律快速衰減,沒有強(qiáng)大的深空測控網(wǎng),隼鳥2號任務(wù)就無法取得成功。
但問題是,日本并沒有屬于自己的完善深空測控網(wǎng),隼鳥2號的測控其實(shí)依賴于美國,不然就會(huì)在太空中抓瞎。相比之下,我國已經(jīng)獨(dú)立自主建立起深空測控網(wǎng),可以對飛向火星的天問一號進(jìn)行深空測控。
總之,嫦娥五號任務(wù)的難度極高,這將會(huì)給中國航天帶來深遠(yuǎn)的影響。可以說,嫦娥五號任務(wù)在為未來中國載人登月做準(zhǔn)備,整個(gè)流程完全是按照載人登月所需的步驟來設(shè)計(jì)的。中國探月工程的首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)表示,我國已經(jīng)在籌備載人登月任務(wù),我們中國人也許會(huì)在2030年前后踏上月球表面。
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