嫦娥5號月球取樣和隼鳥2號小行星取樣,哪一個技術難度更大?

2020-12-11 失落代號

我國計劃在今年11月份發射嫦娥5號到月球進行月球土壤採集,並帶回地球。而日本則是「隼鳥2號」探測器成功地從「龍宮」小行星採樣,目前已經在返回地球路上。作為亞洲的兩個強國,也是航天先進技術的體現,兩國的天外採樣難度有什麼不同,哪家的難度更大呢?

月球取樣和小行星取樣

月球採樣返回

先說月球取樣的,目前只有美國和前蘇聯做到了,其中美國是在阿波羅計劃中,進行有人採樣並帶回,而蘇聯則是使用無人探測器登陸月球取樣,一共幹了三次。美俄在月球的取樣項目,都發生在上世紀70年代初期,可見50年前人類已經有能力進行月球取樣了。人類第一次登上月球是1969年,第一次無人著陸月球並取樣返回是1970年。

月球取樣

月球取樣,主要難度是探測器降落月球和取樣後離開月球,和軌道器對接。月球的引力大約為地球的1/6,並且月球沒有大氣層,這對於太空飛行器降落是一個非常大的挑戰。目前要在月球上實現軟著陸,一般是通過飛行器著陸緩衝發動機反推產生向上推力,實現太空飛行器減速,從而使得太空飛行器以一個安全的速度降落月球,不破壞太空飛行器及內部儀器設備。這個過程對於飛行器的姿態控制系統、緩衝著陸系統要求很苛刻,並且需要非常高的可靠性,比宇宙飛船返回地球的控制系統技術難度還要高。

嫦娥4號

而飛行器在月球上取樣完成後,就要離開月球。一般而言,飛行器降落月球時候是包括探測器和著陸器的,其中著陸器分為下降部分和上升部分,當取樣完成後,就會由上升器部分重新點火,將樣品帶離地球,進入到月球軌道和月球上的軌道飛行器對接,最後由返回艙帶回地球。

獵戶座飛船

可能很多人會問,月球上沒有火箭,上升器怎麼有足夠的動力離開月球?載人登月這部分也是最受質疑的。 其實月球上物體的引力大約1.6N/kg,也就是說100kg的東西重力也就是160牛,而且月球上沒有空氣,不像地球上火箭很大一部分燃料用於克服空氣阻力了。假如上升器和樣品一共200kg,那麼發動機只要大於320牛推力,將上升器加速到月球逃逸速度2.4km/s即可。推力大於320牛的航天發動機,對於航天強國不是一件特別難事。至於燃料量,有興趣的可以通過V=at,a=F/m兩個初中公式以及查詢燃料的釋能可以計算出來。

小行星取樣返回

目前為止,全世界只有日本實現了小行星取樣並返回地球。2003年日本發射「隼鳥號」小行星探測器,克服堪稱「八十一難」的各種挫折,於2010年6月成功地將微量樣品帶回地球。而2014年發射的「隼鳥2號」,目前已經成功採集「龍宮」小行星樣品正在返回地球,預計在今年12月份回到地球。

「龍宮小行星」

小行星採樣的難點在於深空遙測、精確的定位和控制技術、微重力下的附著技術、樣品回收技術等。由於小行星距離地球比較遠,飛行器到達它前一般都要進行幾億乃至幾十億公裡的長時間飛行,所以燃料的攜帶就是一個不容易解決的問題。小行星地面非常複雜,需要由探測器自行查找分析適合取樣地點,並且還要確保取樣時候處於光照充足區域(怕沒電)。

隼鳥二號採樣

由於重力微弱,探測器如果稍微用力撞擊小行星,都會將探測器彈射出去,因此傳統的鑽孔取樣、挖掘取樣都不適用,只能採取其他的方式。另外,探測器並不是直接降落到小行星上,否則很容易就被飄走,一般是飛行器飛到距離小行星非常低的高度,然後保持與小行星的相對靜止,再進行取樣,這對於遙遠距離的飛行控制是非常大的挑戰。

隼鳥二號

除了日本外,美國也發射了小行星探測取樣器「OSIRIS-REX」,目前已經到達「貝努」小行星附近,正在尋找機會嘗試採樣。NASA之前曾經對外表示過,由於小行星表面的複雜性,取樣的難度超出預期。

小行星表面

我國計劃在2020年11月24日發射「嫦娥5號」月球探測器,並將採樣返回地球,如果成功將成為第三個從月球取樣的國家。不過月球取樣的技術並不能直接搬到小行星取樣上,所以需要另外的技術攻關。據消息透露,我國計劃在2022年進行小行星取樣,目前正在攻克相關技術。

火星著陸器過程演示

從技術上看,月球取樣返回和小行星取樣返回技術難度各有特點,如果純技術的上比較個人覺得小行星取樣技術難度會更高一點。當然這也不是絕對的,正如某個技術大神所說的一句話:大個頭的目標返回時再發射難度大;小個頭的目標附著難、取樣難。

相關焦點

  • 同是星外取樣,嫦娥5號,隼鳥2號,阿波羅11號,誰技術更先進?
    同是星外取樣,嫦娥5號,隼鳥2號,阿波羅11號,誰技術更先進?最近關於中國的嫦娥5號探月,網上議論得如火如荼。這也是中國在2020年科學界的頭等大事了。嫦娥5號執行的任務是到月球取2kg的月壤,然後回到內蒙古四子王旗著陸。
  • 同是太空取樣,中國的嫦娥5號和日本的隼鳥2號,哪個更難?
    而日本的隼鳥2號則是在早在2014年12月3日就開始飛離地球,預計是在12月初返程地球。那麼,同樣是太空取樣,咱們中國的嫦娥5號和日本的隼鳥2號,哪個更難呢?首先,來看距離:隼鳥2號的目標是一個距離地球約3億公裡的小行星龍宮,而嫦娥5號的目標是距離地球40多萬公裡的月球。
  • 美國取樣380千克,嫦娥5號預計取樣2千克,是技術不夠先進嗎
    在經過兩次軌道修正和兩次太空剎車之後,我國嫦娥5號月球探測器成功進入200公裡高近月軌道,在我國專業人員的精確控制下,著上組合體與軌返組合體成功分離,現在著上組合體只需專心等待著陸指令,然後軟著陸月球上最大月海-風暴洋。
  • 我國嫦娥五號和日本隼鳥2號下個月都將取樣返回,哪個技術更先進
    那麼我國的嫦娥五號月球探測器在月球上取樣,和日本的隼鳥2號在小行星取樣相比,哪個更困難呢? 比較來看其實是各有千秋,但從關鍵技術看看還是嫦娥五號要更加困難和複雜一些。從距離上來說,龍宮小行星要比月球遠得多,而且與地球的距離遠近變化很大,有時其信號傳輸會被太陽所阻擋,所以在信號傳輸和接收方面,隼鳥2號的難度要遠大於嫦娥五號。
  • 日本探測器正在返航,成功從小行星取樣,難度比嫦娥五號還高?
    2號探測器距離地球越來越近,關於日本小行星探測器的話題再度熱烈起來。恰逢嫦娥五號月球探測器成功發射之際,難免有人將隼鳥二號和嫦娥五號進行橫向對比。隼鳥系列頭頂多個光環,隼鳥二號的前身隼鳥號是世界上首個小行星取樣探測器,也拉開了小行星探測並返回取樣的序幕,然而這並不能說明隼鳥二號探測器的技術難度就比嫦娥五號高。
  • 同樣是月球取樣,為何阿波羅號帶回380千克,嫦娥五號只有2千克?
    毫不誇張的說,嫦娥5號的任務是我國航天史上最為複雜難度最大的任務之一,在12月3日23:10,嫦娥5號的發動機成功工作了5分鐘,並且將攜帶的樣品艙升起,成功的送入到了預定的環月軌道。沒有想到的是嫦娥5號取的樣本只有2千克而已,在50多年前美國阿波羅飛船從月球上獲得了380千克的樣品。50年前後為何兩國取回的月球樣品會有如此大的差距呢?
  • 中國航天VS日本航天:嫦娥5號和隼鳥2號將在本月返回地球
    近半個多世紀以來,隨著科學理論的發展和製造技術的進步,我們對太空展開了頻繁的探索。而在最近的航天探索領域,就有兩件舉世矚目的事件。第一是我國的嫦娥5號探測器將在本月執行完月球採樣任務後返回地球,而另一件就是日本的小行星探測器「隼鳥2號」也將會攜帶小行星樣本返回地球。
  • 中國航天VS日本航天:嫦娥5號和隼鳥2號將在本月返回地球_騰訊網
    第一是我國的嫦娥5號探測器將在本月執行完月球採樣任務後返回地球,而另一件就是日本的小行星探測器「隼鳥2號」也將會攜帶小行星樣本返回地球。之後嫦娥5號將在月球表面挖掘大約2kg的月壤,然後在本月中旬返回地球。預計將降落在內蒙境內,這將極大地幫助科學家們了解月球的形成演化史。 除此以外,日本的隼鳥2號也將在本月的6號返回地球,小行星樣本預計將在澳大利亞西部的空曠地帶著陸。隼鳥二號所採集的樣本是來自數億公裡外的小行星「龍宮」,科學家們將通過這些樣本了解到小行星的形成及太陽系早期的一些信息。
  • 嫦娥5號成功登月「隼鳥2號」也將完成壯舉,中日航天孰優孰劣?
    剛剛,12月1日23時許,嫦娥5號探測器成功著陸在月球正面預選著陸區,即月球上的風暴洋地區,此地區和美國人工探月,以及前蘇聯的探月相比,是另一個從來沒有人類去過的地區,至此,嫦娥5號成為我國第三個成功實施月面軟著陸的探測器。
  • 都是12月攜樣本回地球,嫦娥五號、隼鳥2號誰的技術難度更高?
    所以這也將迎來人類在小行星探索方面的一個重大突破,隼鳥2號在發射之後,一直受到世界各國的關注,因為這是對小天體的一次採樣,相比其他天體來說,從表面上來看,就已經超過了其他探測器對大型天體採樣的實力,下面我們就來看看我國嫦娥五號與隼鳥2號的情況,都是12月攜樣本回到地球。
  • 隼鳥二號採樣返回,嫦娥五號落月挖土!
    嫦娥五號的上升器和著陸器組合體,在筆者碼字的同時正在月球風暴洋北部的呂姆克火山邊緣降落,而日本在小行星龍宮上的取樣也將於12月份返回地球,這是巧了,這兩個都屬於取樣返回,一個遠在數個天文單位以外,一個則在抬頭可見的月球上,到底哪個更難一些?隼鳥二號的「龍宮小行星」採樣難度有多高?
  • 日本航天實力雄厚,為何不赴月球取月土,而發射隼鳥2到小行星?
    都是前往其他星球執行無人取樣返回任務,降落地球時間相近,又是日本這麼一個網絡話題聚焦的國家,大家不免將我國的嫦娥5號與日本的隼鳥2號放在了一起進行比較。日本在上個世紀末和本世紀初確實風光,以至於很多認知水平不足的國人一說到日本就自動矮了半個頭,什么半個月造出核武器,東京灣地下儲存煤礦,從我國進口樹木製作成一次性筷子再出口我國等在現實基礎上加工而來的神話故事層出不窮。
  • 同樣是去太空挖土,我國嫦娥五號和日本隼鳥二號誰更厲害?
    就在我國嫦娥五號探測器從月球上返回地球的同時,日本的隼鳥二號探測器從太空中返回,並在前兩天著陸地球。 和我國嫦娥五號相同的是,日本隼鳥二號也是去其他星球挖土,不過隼鳥二號挖的是小行星1999JU3,又稱為「龍宮」的小行星,嫦娥五號採集的則是月球土壤和巖石。
  • 日本「隼鳥2號」成功將小行星樣品帶回地球
    前蘇聯曾先後發射「月球16號」、「月球20號」和「月球24號」,完成了三次月球無人採樣返回任務,總共帶回326克月球地質樣品。我國於今年11月24日發射了「嫦娥五號」月球探測器,它將在升空23天後把大約2千克月球樣品返回到地球。小行星採樣返回活動日益受到重視。日本通過「隼鳥」和「隼鳥2號」成功完成了對「系川」和「龍宮」兩顆小行星的採樣。
  • 日本航天實力雄厚,為何不去月球,而發射隼鳥2奔3.5億公裡?
    前一段時間,在中國的嫦娥5號採集到月壤返回的同時,日本的隼鳥二號也從3億公裡外的「龍宮」小行星挖土回來了。 由此可見,日本的航天技術也非常強大,也已經能進行系外採樣了!但是為什麼日本要選擇將隼鳥二號送上小行星去採集巖石樣本,而不去月球上採集樣本呢?
  • 嫦娥5號採用蘇聯50年前舊技術?和月球16號一對比,就知道了
    近期,中國嫦娥5號取得的成功大家也看到了,不僅成功取得了珍貴的月球樣品,還展現了多項創新技術,就連美國專家也不得不對嫦娥5號技術豎起大拇指,嫦娥5號可以說再次創造了探月史,掀起新一輪的探月熱潮。看到中國的成功,不少印度人嗤之以鼻,稱中國嫦娥5號只不過是使用了蘇聯50年前的舊技術成功獲取月球樣品,要知道50年前的1970年9月,蘇聯月球16號成功獲取了101克月球樣本,創造了人造物自動取樣的歷史。嫦娥5號真的是使用了50年前的舊技術嗎?
  • 隼鳥2號樣品艙打開了!露出一顆神秘黑色顆粒物,接下來令人失望
    對於航天愛好者來說,2020年的這個冬季可以說是滿懷期待,因為人類航天好戲連臺,在我國嫦娥5號奔向月球之際,日本隼鳥2號飛船在經過3次軌道微調和2次軌道變更後,回到了地球附近,並將珍貴的小行星樣品送回了地球。
  • 日本「隼鳥2號」打開密封艙,裡面有物質約0.1克,卻黑如煤炭
    日本「隼鳥2號」小行星探測器返回艙已經於12月6日返回地球,日本負責此項目科研人員當天就在澳大利亞西南部沙漠中取回了它從小行星「龍宮」上帶回的小行星表面物質樣品。負責「隼鳥2號」探索計劃的日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)已經打開了「隼鳥2號」密封艙,並於12月14日公開了位於艙內的樣本容器內部狀況。
  • 快來了解一下「冥王號」登陸小行星取樣吧
    冥王號的目標為至少採集60克樣品,大致相當於一顆棒棒糖。如果樣品量已經足夠,任務團隊將引導探測器小心地保存好這些珍貴的樣品,並於2021年3月開始返回地球。如果採集到的樣品不夠,他們準備再明年一月份再進行一次採樣。這個確認過程大約將花費一周的時間。 冥王號的工程師和科學家將使用多種技術來遠程識別和測量樣品。
  • 嫦娥5號飛到哪裡了?2公斤樣品算地球重量還是月球重量?
    減速後的嫦娥5號已經被月球引力成功捕獲,因此目前仍然沒有分離的嫦娥5號已經成為月球的衛星。嫦娥5號的軌道十分精準,這進行了2次輕微的軌道修正就進入月球環繞軌道,表現出了極高的精確度。嫦娥5號的發射剛剛過去幾天,就已經到達了月球,根本原因是發射她的胖五推力強大,起飛後就不斷加速,達到10.5公裡每秒以上的地月轉移速度,遠地點已經在36萬公裡以上,直接越過了地月引力的平衡點。