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日本航天实力雄厚,为何不去月球,而发射隼鸟2奔3.5亿公里?

2020年,在中国的嫦娥5号采集到月壤返回的同时,日本的隼鸟二号也从3亿公里外的“龙宫”小行星挖土回来了。

由此可见,日本的航天技术也非常强大,也已经能进行系外采样了!但是为什么日本要选择将隼鸟二号送上小行星去采集岩石样本,而不去月球上采集样本呢?

日本的隼鸟二号

隼鸟二号于2014年12月在日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心由H-2A火箭发射升空,2018年6月抵达距离小行星“Ryugu(龙宫)”的预订轨道。

据了解,这颗“龙宫”小行星距离地球大约3亿公里,所以此次隼鸟二号仅单程的飞行时间就用了3年半,直径大约只有1公里,特别小,所以它的逃逸速度只有1m/s,属于C类小行星,即是含碳为主的,是最常见的小行星类型(近地小行星),这也就是说它的轨道会穿越地球轨道,因此它有和地球相撞的可能性。

2019年2月,隼鸟二号首次在“龙宫”着陆并收集了地表样本,还发现了水合矿物质;2019年4月,隼鸟二号对“龙宫”发射了一枚金属弹并制造出了一个大约直径10米的撞击坑,然后对其收集样本于2019年11月离开“龙宫”。

2020年12月6号,隼鸟二号小行星探测器返回地球,降落于澳大利亚西南部的沙漠中,但这并不是隼鸟二号的终点,因为隼鸟二号在完成“龙宫”小行星取样后又点火离开了地球,计划在2026年和2031年再访问另外两颗小行星。

日本在全世界的小行星探测取样返回领域属于领先地位

其实日本早在2003年就已经发射了“隼鸟号”的小行星探测器,目的是为了采集距离地球约0.7亿公里的丝川小行星的样本返回地球,中间经历了各种困难和挫折,终于在2010年6月成功将微量样品带回地球,而此次隼鸟二号探测器的成功返回,使日本成为了世界上第一个成功完成两次小行星取样返回的国家。

在小行星探测方面,日本展现一流的技术,首先是在取样深度方面,隼鸟二号就实现了对小行星地表和地表以下两个不同深度的取样;其次是在空间技术方面,日本在卫星通信、自动控制、图像处理、高精度传感器、耐热密封舱等领域都展现出了较高的技术操作水平。

最后是在经济性方面,NASA的“奥西里斯-雷克斯”项目总费用花费了大约10亿美元,而日本的隼鸟二号费用还不到美国的三分之一,就取得了世界性的成功,很好的体现了经济性。

由此可见,日本的科学技术和航空技术方面都很先进,在全球也是排得上号的。

既然如此,为什么日本不去月球取样呢?

日本其实有过登月计划,并期望在1995年就发射月球登陆器,但是之后历时十七年还是没有成功,此后日本再也没有对月球进行过探测,由此可见日本在登月的核心技术上应该遇到了瓶颈。

总体上,月球取样>小行星取样

首先是火箭技术和探测器质量,日本在发射隼鸟二号时的火箭是H-IIA(近地轨道运载能力为15吨),而隼鸟二号的重量只有609公斤,用H-IIA火箭发射有点浪费,所以当时H-IIA火箭发射的时候不仅携带了隼鸟二号探测器,而且还有3颗卫星。

另外隼鸟二号探测器结构相对简单,不具备重回地球的能力,因此它收集到的小行星样本只能抛向地球;反观我国的嫦娥五号,由长征五号运载火箭(近地轨道运载能力达到25吨)发射,秒杀了日本H-IIA火箭,而且作为全球目前最重的无人月球探测器,我国嫦娥五号探测器总质量8.2吨,由轨道器、上升器、返回器、着陆器四大部分构成。

其次是技术操作难度方面,月球的引力大约为地球的1/6,而且月球上没有大气层,所以对于航天器的降落来说是一个巨大的挑战,但嫦娥五号实现了我国首次月面采样与封装、月面起飞、月球轨道无人交会对接、携带样品半弹道跳跃式再入返回等多项技术的重大突破。

再来看日本隼鸟二号的龙宫小行星直径大约才1千米,重力几乎都可以不计,由此也可以看出嫦娥五号的技术操作难度明显要比隼鸟二号的大。

最后就是取样方式,隼鸟二号取样方式是在靠近小行星表面后,通过发射金属弹到小行星表面,将爆炸溅起的尘埃状物质或碎片由取样机械臂收集到样本容器里,然后换地方,重复操作,进行3次;

而嫦娥五号采用了两种挖土方式,一是通过机械臂上的“铲子”工具直接在月球表面进行取样,二是钻取月球表面下数十厘米内的物质,所以隼鸟二号的样本重量不及嫦娥五号。

但是日本的隼鸟二号在太空飞行了6年,行程来回大概有60亿公里,在飞行路程上也是很了不起的,而且日本隼鸟二号带回的地月系以外的小行星碎石也是很有研究价值,尤其是对研究约46亿年前地球诞生时的一个状态,因此日本隼鸟二号还是蛮厉害的。

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