純技術上討論，我國月球取樣和日本小行星取樣，哪一個難度更高？

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，也是航天領域先進技術的體現，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到月球取樣了。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，去年印度的月船2號就失敗了。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，將樣品帶離月球，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。而下降部分，則一直留在月球上。

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

「龍宮小行星」

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。

隼鳥二號採樣

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

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。

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。