攜帶40億年前塵埃的日本太空艙返回地球:兩項技術直追嫦娥五號

2020-12-23 川陀太空

從日本這次返回小行星樣本可以看出,日本有兩大技術直追嫦娥五號,第一個是第二宇宙速度返回能力,與嫦娥五號相當;第二個是樣本封裝技術,與嫦娥五號一樣,都需要在地外天體上進行採樣,確保密封完好。

第二次小行星樣本返回地球已經實現,日本JAXA的隼鳥2號任務在12月5日返回地球,降落在南澳大利亞州阿德萊德西北約500公裡的沙漠中。降落南半球的原因在於隼鳥2號的軌道比較特殊,要前往一顆叫做Ryugu的小行星,澳大利亞的沙漠為此提供了天然的降落場。日本這次帶回的小行星樣本來自2018年6月至2019年11月的開採計劃,長達一年多,帶回的樣本只有100毫克。

雖然重量比較少的,但相比較隼鳥一號探測器,二號探測器已經有所進步。隼鳥一號僅僅帶回1毫克的樣本,實在是太少了。其原因在於探測器的質量太小,隼鳥二號只有690公斤重,質量上的限制導致了帶回樣本也只有這麼多。隼鳥二號在2014年12月入軌,2018年6月27日抵達Ryugu小行星。在採樣之前,隼鳥二號對小行星進行了全面觀測,部署了多個微型跳躍探測器,還有一個法德聯合研發的MASCOT著陸器。

隼鳥二號的採樣方式非常特別,並沒有降落到小行星上,而是利用軌控發動機降低高度,然後接近小行星表面的時候發射一顆2.5公斤重的銅彈,在小行星上砸出一個10米的撞擊坑。形成撞擊坑之後,小行星上的塵埃、碎石顆粒就會彈出、飛濺起來,這時候隼鳥二號再次降低高度,打開收集裝置,將樣本收集到容器內。隼鳥二號在2019年11月離開小行星,返回地球。

經過一年多的飛行,在今年11月抵達距離地球360萬公裡的位置。這時候日本航天局發出指令啟動隼鳥二號發動機,進行了軌道修整,要精確指向澳大利亞著陸區上方10公裡的位置,這個精度相當於一把步槍瞄準1公裡外的一隻瓢蟲。

隼鳥二號返回艙在距離地球22萬公裡時進行了一次軌道修整,在12月4日晚上釋放了長度為40釐米的返回艙,然後向另一顆小行星飛去。這顆小行星是隼鳥二號下一個目標,編號98943小行星,將在2026年抵達。

返回艙沒有推進裝置,只能在釋放之前就精確控制進入大氣層的角度,速度達到每小時4.31萬公裡每小時,相當於11.9公裡每秒。嫦娥五號從月球軌道返回時速度為11.2公裡每秒,兩者都達到了第二宇宙速度。隼鳥二號返回艙在距離地面10公裡的位置打開降落傘,然後降落地面。從日本這次返回小行星樣本可以看出,日本有兩大技術直追嫦娥五號,第一個是第二宇宙速度返回能力,與嫦娥五號相當;第二個是樣本封裝技術,都是在地外天體上進行採樣,都需要確保密封。小行星上的物質是太陽系形成初期留下的,至少有40多億年的歷史,如果我們能在其中發現生命分子,那將是一個重大發現。

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