▲「隼鳥2號」採樣示意圖
近年來，除了上月球採樣，全球還開展了多項地外星球採樣返回活動。例如，日本「隼鳥2號」小行星採樣返回探測器在完成對龍宮小行星採樣任務後，將於今年底返回地球；而美國首個小行星採樣返回探測器「奧西裡斯-雷克斯」也在今年10月對貝努小行星進行了採樣。地外星球採樣返回，正成為空間探測的一大熱門。
帶天體樣品回地球做精細研究
採樣返回，就是用具有採樣返回功能的空間探測器在地外星球採集樣品，然後把樣品帶回地球。目前採樣的方式五花八門，這是因為各個地外星球差異很大，所以需要不同的採樣返回方式。採樣並帶回地球的樣品也是多種多樣，可以是塵埃、顆粒、土壤和巖石等。
探測地外星球有三種常用方法：一是環繞探測，二是著陸和巡視探測，三是採樣返回探測。第三種主要用於對地外星球進行區域性精查，即把採集到的地外星球樣品運回地球後，供科學家在實驗室裡進行精細研究。
迄今為止，國外已對月球、彗星和小行星，甚至太陽等進行了多次無人採樣返回探測。比如，蘇聯通過發射月球16號、20號和24號,對月球進行了採樣返回探測；美國用「起源號」「星塵號」和「奧西裡斯—雷克斯」探測器分別對太陽、彗星和小行星進行了無人採樣返回探測；日本的 「隼鳥」 「隼鳥2號」在小行星採樣返回方面也頗具成就。
小行星、彗星、太陽一個都不能少
美國現已對彗星、太陽和小行星等地外星球進行了無人採樣返回探測。
「星塵號」採集彗星塵埃微粒。1999年2月7日,美國發射了「星塵號」彗星探測器。2004年1月2日， 「星塵號」與「懷爾德2號」交會，遭到數百萬彗星微粒的撞擊。在此期間，「星塵號」伸出類似網球拍的「氣凝膠塵埃收集器」來收集彗星的塵埃微粒，然後摺疊收入返回艙，貯存於容器中。2006年1月15日,裝有彗星物質的羽毛球狀返回艙通過降落傘著陸於美國猶他州鹽湖城東南160千米的沙漠上。
▲星塵號探測器示意圖
「起源號」採集太陽風粒子。2001年8月8日發射升空的「起源號」太陽採樣返回探測器，在日地拉格朗日1點累計採樣850天，採集了約10至20微克太陽風粒子。2004年9月8日，探測器返回艙在下降過程中因撞地而遭到損壞，所以只收回了部分太陽風粒子。
「奧西裡斯—雷克斯」探測器採樣貝努小行星。這是美國首個小行星採樣返回探測器，於2016年9月9日升空。它於2018年8月抵達貝努，並在環繞貝努的軌道上展開了為期兩年的科學研究。今年10月20日，該探測器使用採樣機械臂末端的採樣器採集了60克至2千克的貝努表面風化層樣品。
這個探測器採用「接觸即離」的方式進行採樣，這種方式省去了採樣前的著陸和固定，以及採樣後離開表面前的解鎖過程。它將於2021年3月開始返回地球的旅程，計劃在2023年9月將採樣返回艙送回地球。
日本首試月球外小行星採樣返回
2003年5月9日，日本發射了世界第一個小行星採樣返回探測器 「隼鳥」。它於2005年9月中旬飛抵離糸川小行星20千米高的軌道，觀測了糸川小行星表面情況，收集了其成分和地形數據。11月26日,「隼鳥」再次在糸川上著陸並完成採樣。
「隼鳥」是通過著陸產生的撞擊，吸入飛濺起來的碎石。由於出現了一系列故障，「隼鳥」於2010年6月13日才返回地球。不過，它使日本成為世界上首個在月球之外的原始小天體上著陸、取樣，並攜帶其樣品返回地面的國家。目前已確認探測器在糸川小行星表面採集了1500粒樣品。
2014年12月4日，日本又發射了更先進的「隼鳥2號」小行星採樣返回探測器。它於2018年6月進入龍宮小行星軌道。2019年2月,「隼鳥2號」首次在龍宮小行星表面採用 「接觸即離」的撞擊式探測，採樣裝置採集到了不少於3克從龍宮表面彈射起的飛濺碎片和粒子，從中發現了水合礦物質。此後，它多次以撞擊小行星坑或「接觸即離」方式採集小行星表面和內部樣品。
完成任務後， 「隼鳥2號」於2019年11月飛離龍宮小行星，並將於今年底返回地球。
作者：龐之浩 楊馥溪（圖片均為作者提供）
編輯：許琦敏
責任編輯：任荃
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