我國早已確定,要在2025年前后發射天問2號探測器,對一顆近地小行星進行伴飛和采樣,屆時返回艙會將樣品帶回地球,整個采樣返回任務預計大約耗時三年。如果任務成功,我國將成為繼日本和美國后,全球第3個成功實施此類任務的國家。
在實施小行星采樣時,探測器需要進入行星際空間,距離地球十分遙遠。那么小行星挖土任務是否會比月球挖土任務技術難度更高?
雖然天問2號是在嫦娥5號和嫦娥6號這兩次挖土任務之后進行,并且任務實施時探測器位于十分遙遠的宇宙深空,但總的來說,登月挖土更難!這一點有日本為證。
日本是全球首個成功執行小行星采樣任務的國家,已經先后完成了兩次小行星采樣任務。2003年,日本發射了隼鳥1號小行星探測器,該探測器于2010年成功帶回了微量的小行星“糸川”的樣本。2014年日本發射了隼鳥2號,該探測器于2018年成功抵達小行星“龍宮”,對該小行星進行了兩次著陸采樣,裝有小行星“龍宮”樣本的回收艙于2020年成功返回地球。
日本總共進行了兩次小行星采樣,兩次均獲得了成功,但在那之后的登月就沒有這么順利了。截至2024年6月,日本總共進行了3次登月推測任務, 但在第3次才成功。
2022年,日本發射的首個登月探測器“好客”號因未能與地面建立通信而放棄實施登月。2023年4月,日本“白兔-R”1號任務的月球著陸器因偏離著陸地點而墜毀在月球表面。直到2024年1月,日本的第3個月球探測器“小型落月實證機”才成功在月球表面著陸。這是日本探測器首次實現在月球表面軟著陸,使日本成為了繼美國、蘇聯、中國、印度之后第5個在月表軟著陸的國家。
從日本的經歷不難看出,登月確實比登陸小行星困難,更別提讓探測器采集月球樣本并送回地球。因為月球采樣流程比小行星采樣更復雜,技術難度自然更高些。
小行星探測和采樣的最大難點是無重力環境以及目標太小,探測器需要在茫茫宇宙中追上它并持續伴飛,然后擇機讓探測器與小行星進行短暫接觸,或者直接附著在小行星上進行采樣。
而進行月球采樣,最大的難點是登陸月球,許多國家就是敗在了登月上面。登月和登火星還不一樣,火星有大氣能夠用降落傘減速,而月球沒有大氣,只能啟用發動機進行反推減速,這需要非常精確的軌道控制能力,要把握好時機,精確控制著陸器的速度和姿態,以避免墜毀,這十分考驗技術能力。對于這一點,美國和俄羅斯近幾年都給出了失敗案例。
此外,搭載樣品的上升器還需要從月球表面發射升空,擺脫月球引力,進入環月軌道,并與環月軌道上的軌道器進行對接,然后再由返回艙將樣品送回地球,這也是一門技術活。
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