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我国嫦娥五号和日本隼鸟2号下个月都将取样返回,哪个技术更先进

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  在航天和太空探索领域,近日全球有两件大事十分引人注目,第一件就是我国的嫦娥五号奔月,执行月球取样返回的任务;第二件就是日本的“隼鸟二号”小行星探测器,从小行星取样返回地球了。

  

  ↑嫦娥五号月球着陆器

  

  ↑日本隼鸟2号小行星探测器
11月24日凌晨4:30,我国长征五号托举着8.2吨重的嫦娥五号成功飞向了月球,它将在月球上“挖土”两公斤左右,之后将于12月中旬返回地球,降落在内蒙古四子王旗着陆场,取回的月壤将帮助科学家们研究月球的形成和演化历史。

  

  而预计在今年12月6日,日本小行星探测器隼鸟2号的返回舱将在澳大利亚再入大气层,降落在澳大利亚西部的空旷地带,它采自小行星龙宫上的物质将帮助科学家们了解小行星的形成和太阳系早期的一些信息。

  

  那么我国的嫦娥五号月球探测器在月球上取样,和日本的隼鸟2号在小行星取样相比,哪个更困难呢?
比较来看其实是各有千秋,但从关键技术看看还是嫦娥五号要更加困难和复杂一些。
从距离上来说,龙宫小行星要比月球远得多,而且与地球的距离远近变化很大,有时其信号传输会被太阳所阻挡,所以在信号传输和接收方面,隼鸟2号的难度要远大于嫦娥五号。

  

  不过,日本在这方面所拥有的技术,我国也同样拥有,我国的大型射电望远镜的建造、观测和应用水平早已跻身世界一流水平,并且有多架特大型射电望远镜正在建设中。

  

  相比于探测器与地球相互间的信号传输,对探测器的姿态控制技术更加重要。这一技术才是衡量一个国家航天领域整体实力的关键要素,2019年4月和9月,以色列和印度两个国家曾分别往月球发射过着陆探测器,最终都因为探测器的姿态控制失衡,导致任务失败。
日本的隼鸟2号小行星探测器在靠近“龙宫”小行星的过程中,姿态控制非常好,这样的操作日本进行了多次,基本没有失误出现,说明日本在这方面的技术已经相当棒了。不过也必须要指出的是龙宫小行星的质量太小,所以其引力也很小,只要发动机反推操控得当,就能很好地控制隼鸟2号的着陆状态,而且即便不开反推发动机,只要势能不是太大,单靠龙宫小行星的引力是不会让隼鸟2号与其发生猛烈碰撞的。

  

  龙宫小行星的引力和月球相比就差远了,即便是距离地球1公里的高度自由落体,也足以将探测器摔坏。所以嫦娥五探测器降落月球表面取样的姿态控制难度远超隼鸟2号探测器在龙宫小行星上的姿态操控,嫦娥5号在绕月运行的时候本身的势能就很大,刚刚到达月球附近的时候,它的速度要高达每秒11.2公里左右,降落月表的过程中要不断减速,这个时候需要反推发动机不断启动减速操作并控制探测器的姿态正确,最终以极缓慢的速度降落月表。

  

  返回的时候嫦娥五号探测器需要克服月球引力才能升空,所以需要的推力也非常大,要比隼鸟2号大得多,姿态控制也要精准操控,嫦娥五号的这一操作需要由上升器完成,回到绕月轨道与返回舱对接合并,将从月表挖取的盛有月壤样本的容器,放到返回舱中,然后返回舱发动机启动,推动返回舱返回地球。相比较而言隼鸟2号的操作要相对简单,无需对接即可完成。

  

  还有一点就是在月壤的挖取方面,嫦娥五号的操作也要复杂得多,它采用了两种月壤挖取方式,一种是用一种铲子一样的工具直接在月球表面铲取月壤和岩石,另一种是用钻具钻取月壤表面以下数十厘米内的物质,然后将它们放到月亮容器中,大约要取回两公斤重的月球物质。

  

  而隼鸟2号采取的是用金属球撞击小行星的表面,然后隼鸟2号靠近小行星,获取溅起的烟尘状物质,这种方式能获取的小行星的表面物质很少。

  

  所以综合来看,我国嫦娥五号的月表取样返回任务相比日本隼鸟2号的小行星取样返回任务要难度更大和更加复杂,这也是为什么嫦娥五号的这次任务被认为是我国迄今为止难度最大和最为复杂的太空探索任务的原因了。

  

  嫦娥五号之后,我国还将实施嫦娥六号、七号、八号的探月任务,其中几乎都有月表取样返回计划,天问一号火星探测器探索火星的任务之后,我国还会执行针对火星和太阳系其他天体的取样返回任务。
参考资料:
《中国新闻网》11月15日文章《日本探测器“隼鸟2号”预估将于12月6日在澳洲回归地球》

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