日本隼鳥二號與我國嫦娥五號分別採樣回地球,兩者有何特別之處?

2020-12-23 小紅兄在科普

有保守的網友給世界各國的探索太空能力排了一個名,其中第一名為美國,第二名為俄羅斯,第三名為中國和歐盟,第四名為日本,第五名為印度;不知道是否與各位讀者的心理的排名是否有出入,因為每個人的心理標準不同所以這個排名也沒太多的價值;也有人認為中國與日本的實力都被低估了。

因為本月中國與日本都將從太空中採集樣本返回地球;而這兩項任務在科學界都有著舉足輕重的地位,恰恰能證明中國與日本的太空探索能力。但如此說來中國與日本的太空探索技術就應該在一個水平上?事實真是如此嗎?

當然日本隼鳥二號與我國嫦娥五號的採樣任務,都是一項偉大的壯舉。對未來人類探索更為廣闊的宇宙有著重要的意義。如果非要繼續細分對比的話,我國嫦娥五號與日本隼鳥二號的採樣任務有何不同之處,或者是有何特別之處?

從數據來看

日本人在探索小行星上有比較領先的技術優勢,他們在這方面已經深耕了30多年,只為探索小行星。隼鳥二號早在2014年就已經發射升空,已經在太空中停留了6年時間(2018年到達龍宮),其中在此次取樣的對象龍宮上也已經停留了一年之久。目前已經成功將在龍宮上取的樣品送達地球,預計隼鳥二號未來還要繼續在太空中運行等待下一次的任務;隼鳥二號的起飛重量為609kg,體型和一個較大的冰箱差不多,取回的樣本重量為0.1克。(遠不及我國的嫦娥五號)

嫦娥五號是我國嫦娥探月工程的收官之作,其中嫦娥一號於2007年發射升空,嫦娥五號於今年11月發射,再擇機完成剩下的任務。嫦娥五號的起飛重量為8200kg,是我國至今發射最重的航天探測器,將從月球上帶回2kg的月球土壤樣品。

從技術來看

嫦娥五號所取樣的對象為月球,距離地球近(平均月地距離為384400 千米),但相比於日本隼鳥二號在龍宮取樣時,需要克服的引力要大得多(相當於1/6的地球引力),這嫦娥五號探測器中的上升起工作6分鐘,克服3000牛頓力完成,嫦娥五號總共由四部分組成,從上到下依次是上升器、著陸器、返回器和軌道器分工完成任務。

而隼鳥二號在龍宮上需要克服的重力非常小,物理學告訴我們,物體的質量越大,其表面的引力就越大;龍宮極小,長度僅900多米,所以隼鳥二號需要克服引力極小。有人直接把它的克服引力大小比作空間站對接時的引力。

但此次日本隼鳥二號,所採集到的樣本距離地球十分的遠。已知龍宮距離地球近3億公裡。這麼遠的距離使得隼鳥二號使用了化學推進和電推進兩種方式來互補前進(化學推進推力大但作用時間有限,電推進推力小但作用時間長)電推大約只需要化學燃料推進的1/10的耗電量。嫦娥五號在飛行過程中全都採用的是燃料推進。

在取樣時採用的技術也不同,日本的隼鳥二號直接選擇的是在龍宮小行星上引爆炸彈,然後收集爆炸時彈出的行星碎片;這樣的方式簡單粗暴,技術性不強。而嫦娥五號探測器在月球上取樣的方式則更加複雜,技術要求更高。嫦娥五號探測器的機械臂在取樣時,需要克服月球表面惡劣環境(如:100的高溫)。採集點多、自動化高、採用表取和鑽取的方式得到了月壤表面和裡面的樣品。

探索的目的不一樣

隼鳥二號的目標為龍宮,龍宮上含有大量的碳物質以及水的礦物質。在龍宮上取樣研究有助於人類揭開太陽系中生命起源的面紗。

而嫦娥五號,是我國探月工程的一個部分,為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質基礎;在月球上帶回的樣品將有助於深化月球成因和演化歷史等科學研究。

總結

日本的隼鳥二號與我國的嫦娥五號太空取樣任務,都對人類作出了突出的貢獻;只是兩者探索目標有所不同。隼鳥二號航行距離遠,在遠程通訊方面有一定的優勢;而嫦娥五號體型大,各部位分工明確,探測器更為複雜,技術要求高,所收集到的樣品質量更高。所以隼鳥二號與嫦娥五號相比較的話,都各有千秋吧。

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