李會超:隼鳥2號展示了日本不可小覷的航天實力

2020-12-06 觀察者網

【文/ 觀察者網專欄作者 李會超】

2月22日，由日本研製發射的隼鳥2號探測器在龍宮小行星表面成功完成了首次著陸，並按照計劃在著陸後飛離了小行星表面。

3月5日，日本宇宙航空開發機構（JAXA）在youtube上發布了這次著陸過程的視頻畫面。比起「前輩」隼鳥號一波三折的探測經歷，隼鳥2號的探測到目前為止進行的相當順利，包括釋放著陸器在內的一系列計劃工作都得以正常實施。

如果一切正常，隼鳥2號將有望為我們帶來「龍宮」小行星上的樣品，為小行星和太陽系起源研究提供無可替代的珍貴研究樣本。同時，隼鳥2號、隼鳥號等科學計劃，也從一個方面展示了日本不容小覷的航天實力。

小行星探測多面手

隼鳥2號是由日本宇宙航空開發機構研製的小行星探測器。它於2014年12月3日在日本種子島宇宙中心，由日本三菱重工設計製造的H2A型運載火箭發射升空，開始了奔赴龍宮小行星的旅程。

隼鳥2號的重量為609公斤，在探測器家族裡並不算特別大，但它卻擁有遙感、巡視和取樣探測等三方面的內容。隼鳥2號上安裝了四臺遙感成像儀器。其中，光學導航相機（ONC）與我們一般概念中的攝像機的工作原理基本相似，在隼鳥2號飛行和著陸的過程中承擔探測器「眼睛」的任務，用所拍攝的圖像為飛船導航。而近紅外光譜儀、熱紅外成像儀等科學儀器，則可以利用肉眼無法識別的紅外信號，對龍宮小行星表面的物質成分和溫度進行探測。此外，還有一臺光學雷達，可以向小行星表面發射雷射，通過測量雷射反射回探測器所需的時間獲取小行星的地形地貌數據。

在嫦娥四號探測月球的過程中，嫦娥四號著陸之後就釋放出了玉兔二號巡視器，通過不斷在月球表面移動的方式對不同位置的月壤、月巖進行探測。玉兔二號這種靠輪子的轉動在月球表面移動的巡視器，和機遇號、勇氣號等進行行星探測的著陸器工作方式類似，也是大部分讀者心目中的巡視器的模樣。

但隼鳥2號上攜帶的小行星巡視器，卻採用了另一種有趣的移動方式：他們並沒有安裝輪子，想要移動時就要像蛤蟆一樣在小行星上從一個地方跳躍到另一個地方。以最先著陸的MINERVA-II-1編隊中的兩臺巡視器為例，這兩個圓柱狀的小傢伙直徑約為18釐米，高約為7釐米（大概和川菜館用來盛毛血旺、水煮肉片的那種大碗差不多大），一次跳躍大概需要15分鐘，能使他們移動約15米。它們「蹦躂」的動力也並非來自巡視器的「腿」。實際上，圖片中看到的那些看起來像是"腿"的裝置，實際上是巡視器的溫度探測器。而巡視器跳躍的動力來自於其內部的飛輪產生的力矩，通過改變力矩的方向和大小可以控制跳躍的速度和方向。

MINERVA-II-1編隊的兩臺巡視器

之所以採用這樣一種有些呆萌可愛的「蹦躂」設計，是因為龍宮小行星的重力場相比月球和火星實在是太微弱了。如果使用輪子進行移動，可能輪子一轉動，產生的力就足以讓巡視器在小行星表面漂浮起來，反而無法有效對移動進行控制。已經在龍宮小行星表面著陸的MINERVA-II-1編隊中的兩臺巡視器可以利用安裝的相機對小行星表明進行立體成像，還能對小行星表面的溫度進行實地探測，目前仍在正常工作。由日德合造的MASCOT巡視器也和隼鳥2號一起到達了龍宮小行星，但這臺能夠探測多種物理量的巡視器安裝的卻是一次性電池。2018年10月3日，MASCOT著陸後按照計劃開機並正常工作了17個小時，便徹底的休息了。今年7月，最後一臺MINERVA-II-2巡視器將最後到達龍宮小行星表面，對小行星表面的土壤特性開展研究。

MINERVA-II-1B巡視器拍攝的小行星表面圖像

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    科技日報北京11月13日電 （記者劉霞）日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）稱，該機構的「隼鳥2號」探測器已對小行星「龍宮」進行了深入探測，將於13日開啟它的回家之旅，預計明年年底「到家」，其從「龍宮」採集的樣本有望揭示有關太陽系起源的奧秘。
  • 中國的嫦娥五號和日本的隼鳥二號比起來,哪個厲害?
    近期，中國嫦娥五號月球取樣在各國引起了強烈關注，此外，日本的隼鳥二號也要返回地球了。日本的隼鳥二號於2014年12月2號發射成功，要在「龍宮」的行星上取樣返回。深空探索最重要的是測控網絡，在這方面美國為日本提供了幫助。總之，隼鳥二號是整個大系統之中的一個組成部分，而我們的嫦娥五號自己就是一個獨立完整的系統。隼鳥二號在2014年年底發射了以後，一直到2018年6月7日，隼鳥二號才到達龍宮小行星。行星探測的設計是十分複雜的，隼鳥二號先是繞著龍宮行星觀察了幾個月，直到九十月份才陸續投下了一個巡視器和兩個著陸器。
  • 「隼鳥2號」是日本產業技術的結晶
    日本探測器「隼鳥2號」2月22日成功著陸小行星「龍宮」。該探測器獲得了很多日本企業的合作。
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    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？近段時間，除了疫情和美國大選之外，全球最關心的兩件事肯定就是中國的嫦娥5號奔月取樣返程地球，以及日本的隼鳥2號取樣返程地球了。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。
  • 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？
    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？近段時間，除了疫情和美國大選之外，全球最關心的兩件事肯定就是中國的嫦娥5號奔月取樣返程地球，以及日本的隼鳥2號取樣返程地球了。之後，嫦娥5號就在月球上開始"挖土"預計在12月中旬返回地球。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。
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  • 隼鳥2號返回艙獲準在澳大利亞著陸
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  • 進擊的隼鳥2號
    然而到了12日12時（日本時間）左右，隼鳥2號並沒能降低到預定高度，而是只降到了距離龍宮表面600米左右時就自動中止並返回了。隼鳥2號項目組推測，可能的原因是「龍宮」表面太暗了，以至於用於檢測探測器到小行星表面距離的雷射高度計（LIDAR）無法進行測量導致的[5]。