2020年,在中國(guó)的嫦娥5號(hào)采集到月壤返回的同時(shí),日本的隼鳥二號(hào)也從3億公里外的“龍宮”小行星挖土回來(lái)了。
由此可見,日本的航天技術(shù)也非常強(qiáng)大,也已經(jīng)能進(jìn)行系外采樣了!但是為什么日本要選擇將隼鳥二號(hào)送上小行星去采集巖石樣本,而不去月球上采集樣本呢?
隼鳥二號(hào)于2014年12月在日本鹿兒島縣種子島宇宙中心由H-2A火箭發(fā)射升空,2018年6月抵達(dá)距離小行星“Ryugu(龍宮)”的預(yù)訂軌道。
據(jù)了解,這顆“龍宮”小行星距離地球大約3億公里,所以此次隼鳥二號(hào)僅單程的飛行時(shí)間就用了3年半,直徑大約只有1公里,特別小,所以它的逃逸速度只有1m/s,屬于C類小行星,即是含碳為主的,是最常見的小行星類型(近地小行星),這也就是說(shuō)它的軌道會(huì)穿越地球軌道,因此它有和地球相撞的可能性。
2019年2月,隼鳥二號(hào)首次在“龍宮”著陸并收集了地表樣本,還發(fā)現(xiàn)了水合礦物質(zhì);2019年4月,隼鳥二號(hào)對(duì)“龍宮”發(fā)射了一枚金屬?gòu)棽⒅圃斐隽艘粋€(gè)大約直徑10米的撞擊坑,然后對(duì)其收集樣本于2019年11月離開“龍宮”。
2020年12月6號(hào),隼鳥二號(hào)小行星探測(cè)器返回地球,降落于澳大利亞西南部的沙漠中,但這并不是隼鳥二號(hào)的終點(diǎn),因?yàn)轹励B二號(hào)在完成“龍宮”小行星取樣后又點(diǎn)火離開了地球,計(jì)劃在2026年和2031年再訪問(wèn)另外兩顆小行星。
其實(shí)日本早在2003年就已經(jīng)發(fā)射了“隼鳥號(hào)”的小行星探測(cè)器,目的是為了采集距離地球約0.7億公里的絲川小行星的樣本返回地球,中間經(jīng)歷了各種困難和挫折,終于在2010年6月成功將微量樣品帶回地球,而此次隼鳥二號(hào)探測(cè)器的成功返回,使日本成為了世界上第一個(gè)成功完成兩次小行星取樣返回的國(guó)家。
在小行星探測(cè)方面,日本展現(xiàn)一流的技術(shù),首先是在取樣深度方面,隼鳥二號(hào)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)小行星地表和地表以下兩個(gè)不同深度的取樣;其次是在空間技術(shù)方面,日本在衛(wèi)星通信、自動(dòng)控制、圖像處理、高精度傳感器、耐熱密封艙等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了較高的技術(shù)操作水平。
最后是在經(jīng)濟(jì)性方面,NASA的“奧西里斯-雷克斯”項(xiàng)目總費(fèi)用花費(fèi)了大約10億美元,而日本的隼鳥二號(hào)費(fèi)用還不到美國(guó)的三分之一,就取得了世界性的成功,很好的體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性。
由此可見,日本的科學(xué)技術(shù)和航空技術(shù)方面都很先進(jìn),在全球也是排得上號(hào)的。
日本其實(shí)有過(guò)登月計(jì)劃,并期望在1995年就發(fā)射月球登陸器,但是之后歷時(shí)十七年還是沒有成功,此后日本再也沒有對(duì)月球進(jìn)行過(guò)探測(cè),由此可見日本在登月的核心技術(shù)上應(yīng)該遇到了瓶頸。
首先是火箭技術(shù)和探測(cè)器質(zhì)量,日本在發(fā)射隼鳥二號(hào)時(shí)的火箭是H-IIA(近地軌道運(yùn)載能力為15噸),而隼鳥二號(hào)的重量只有609公斤,用H-IIA火箭發(fā)射有點(diǎn)浪費(fèi),所以當(dāng)時(shí)H-IIA火箭發(fā)射的時(shí)候不僅攜帶了隼鳥二號(hào)探測(cè)器,而且還有3顆衛(wèi)星。
另外隼鳥二號(hào)探測(cè)器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,不具備重回地球的能力,因此它收集到的小行星樣本只能拋向地球;反觀我國(guó)的嫦娥五號(hào),由長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭(近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸)發(fā)射,秒殺了日本H-IIA火箭,而且作為全球目前最重的無(wú)人月球探測(cè)器,我國(guó)嫦娥五號(hào)探測(cè)器總質(zhì)量8.2噸,由軌道器、上升器、返回器、著陸器四大部分構(gòu)成。
其次是技術(shù)操作難度方面,月球的引力大約為地球的1/6,而且月球上沒有大氣層,所以對(duì)于航天器的降落來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),但嫦娥五號(hào)實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次月面采樣與封裝、月面起飛、月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接、攜帶樣品半彈道跳躍式再入返回等多項(xiàng)技術(shù)的重大突破。
再來(lái)看日本隼鳥二號(hào)的龍宮小行星直徑大約才1千米,重力幾乎都可以不計(jì),由此也可以看出嫦娥五號(hào)的技術(shù)操作難度明顯要比隼鳥二號(hào)的大。
最后就是取樣方式,隼鳥二號(hào)取樣方式是在靠近小行星表面后,通過(guò)發(fā)射金屬?gòu)椀叫⌒行潜砻?,將爆炸濺起的塵埃狀物質(zhì)或碎片由取樣機(jī)械臂收集到樣本容器里,然后換地方,重復(fù)操作,進(jìn)行3次;
而嫦娥五號(hào)采用了兩種挖土方式,一是通過(guò)機(jī)械臂上的“鏟子”工具直接在月球表面進(jìn)行取樣,二是鉆取月球表面下數(shù)十厘米內(nèi)的物質(zhì),所以隼鳥二號(hào)的樣本重量不及嫦娥五號(hào)。
但是日本的隼鳥二號(hào)在太空飛行了6年,行程來(lái)回大概有60億公里,在飛行路程上也是很了不起的,而且日本隼鳥二號(hào)帶回的地月系以外的小行星碎石也是很有研究?jī)r(jià)值,尤其是對(duì)研究約46億年前地球誕生時(shí)的一個(gè)狀態(tài),因此日本隼鳥二號(hào)還是蠻厲害的。
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