综述

自人类在20世纪50年代成功进入太空之后,就在全世界掀起了深空探索热潮,直到现在,从探月到探查八大行星再到探索遥远的小行星,人类正在一步一个脚印地向更深处的宇宙走去。但是大家知道吗,如果要细分深空探测类型的话是非常复杂的,尤其是八大行星和小质量的行星探测的难度和对于技术的要求都有所不同

日本小行星位置(日本连52亿公里之外的小行星都登陆了)(1)

日本的隼鸟2号小行星探测器探访了52亿公里之外的一颗小行星,这颗小行星的名字叫做“龙宫”,隼鸟2号小行星于2020年底时成功带回了龙宫上的少量土壤。

隼鸟2号的成功返航登上了各大报纸的头条,正巧我国的嫦娥五号月球探测器也携带着月壤成功回到地球,便有人拿二者对比,指出日本的隼鸟2号登陆难度更大,在新闻媒体上有意捧一踩一,难道小行星探测计划的实施真的比探测月球要更难吗?隼鸟2号和嫦娥5号究竟谁更强?

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隼鸟2号

隼鸟(Hayabusa)系列小行星探测器由日本宇宙航空研究开发机构(简称JAXA)开发研制,隼鸟1号曾经从小行星糸川采集了样本成功带回地球,这一成果使得日本成为了全世界第一个掌握小行星取样返回地球技术的国家。有人会说,第一个采集土壤回来的难道不是美国吗?这里要注意,日本的隼鸟探测器前往的是小行星,月球并不是小行星,而是地球的天然卫星

国际天文学联合会在第26届会议上再次定义了小行星的范围,指出除了彗星、天然卫星、行星、矮行星之外,太阳系当中所有的天体都是小行星。

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隼鸟1号虽然成功返航,但是可谓是命途多舛,在航行当中出现了许多故障,比如说推进系统燃料泄露,包括登陆之后有3小时处于失联状态等等。所以在后来“隼鸟计划”想进一步实施遇到了很多的困难,还因此与美国、欧洲等国家商议寻求合作发射

最终隼鸟2号还是成功诞生,并于2014年12月3日成功发射。日本航天工程师优化了隼鸟2号的许多机制,这也是在隼鸟1号的故障中得到的经验。比如说配备了高频段平面天线、将原来的3飞轮变成了4飞轮等等。

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2018年6月27日时隼鸟2号抵达了“龙宫”的上空,观察到了这个小行星表面非常不平坦,布满了大块的岩石,这使得寻找降落点变得很难。

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但是隼鸟2号上装有的巡视探测器和我们看到嫦娥五号登陆月球的探测器有所不同,它并不依靠底部的轮子移动,而是借助其中的“扭矩器”装置,改变角动量,进行跳跃式前进,每秒能够达到9厘米,就像青蛙一样看起来十分有喜感。

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两只MINERVA-II-1漫游器及其容器总质量为3.3千克,容器尺寸22.5厘米×22.5厘米×20.5厘米。

这个系列的探测器一共有三台,除了前两台是JAXA研制的,剩下一台是由我国的东北大学和其它四个大学共同研发

除此之外,前文有提到隼鸟项目遇见了许多困难,所以发射隼鸟2号实际是由日本和多个国家合作达成的项目,比如说除了上文中青蛙式的探测器,还有一台“移动式小行星表面探测器”,英文名叫MASCOT,由德国宇航局和法国宇航局共同研制,以“翻跟头”的方式前进

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MASCOT取样的方式也是采取弹子弹射法,利用装置将弹子弹发射出去,撞击小行星表面,扬起碎片和粉尘,利用张开的采集喇叭装起来,这种采集方式是非常被动的,采集到的样本重量也很轻。2019年11月13日隼鸟2号开启返航,于第二年的12月6日成功返回了地球。

小行星探测

为什么人类不仅要去探索大质量的星球,还要探索这种表面被太阳炙烤得像煤炭一样的小行星呢?接下来就一起来看看,人们到底为什么要探索小行星,在探索过程中遭遇了什么困难,而探索小行星和探索月球、火星这种大质量的天体又有何不同呢

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别看这些小行星体积小,但是其中可是藏着许多秘密。人类之所以要探测小行星,是因为这些小行星几乎是和太阳一起诞生的,它们也许可以解开太阳起源和演化的秘密。大家一定会想,我们不都知道太阳怎么来的了吗?不就是源于“宇宙大爆炸”?

不可否认,宇宙大爆炸起源观点是现在的主流,但是它还是没有被完全证实,所以这些“小行星活化石”就是人类发现秘密的关键。

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小行星的探测始于20世纪80年代末期,那时的美国已经宣布停止实施阿波罗计划,将探索重心转移到了宇宙更深处。截止目前,全球共探测小行星15次,但是仅仅成功实施6次。其中以美国为首,开始探测最早,技术也最成熟,日本的隼鸟2号发射项目,就有NASA的诸多技术支持。

小行星的探测一是为了寻找太阳和太阳系的秘密,二是保护地球的安全。我们都是到白垩纪晚期时发生的第五次生物大灭绝事件,消灭了恐龙,而那次灭绝事件的原因被推断为小行星撞击。很难说,在未来地球不会再次遭到小行星的撞击,因此我们要在灾难来临之前研究小行星的运行规律并且对这些距离地球较近的小行星进行检测,提前预警、解除撞击灾难

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小行星探测与探测大质量天体的不同在于,它们的自身质量小,引力就小,不会自行捕捉探测器,并且前文中提到隼鸟2号不利用轮子前进,就是因为在引力极小的情况下,轮子根本无法抓地,而且相比地月距离,这些小行星都很远,因此探测器还能克服长途旅行当中能源短缺的现状。所以行星借力技术和先进推进、精准着陆技术最为重要

从着陆来说,由于引力小,没有大气,探测器在着陆时要有自主导航的功能,比如隼鸟1号登陆时,就是在着陆之前先放下一个导航的路标,探测器跟着路标底下的闪光弹前进。探测器在碰到石头等障碍物时会弹起,所以这种路标非常软,阻力比较小

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小行星的探测之路还是比较坎坷的,有许多困难暂时未得到解决,日本的隼鸟1号和2号在旅程当中都发生了大大小小的故障,所幸还是全都顺利解决了,就目前的发展形势来看,小行星探测之路依旧任重而道远

对比登月探测?

前文提到,由于隼鸟2号和嫦娥5号返回的时间非常接近,再者因为中日两国之间的历史背景,不少媒体借此大做文章,许多夹带私货的文章直接说日本此次小行星探测碾压嫦娥五号登月,这种具有明显政治偏导性的文章和报道影响了许多民众对于事件本身的认知。因此,客观地分析二者还是很重要的。

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从登陆难度上来说,小行星探测和月球探测并无可比性,为什么这样说呢?因为前文中提到了由于小行星的质量小、引力小,所以它的探测要求与月球探测要求有着天壤之别,而且需要指出的是,日本的“隼鸟2号”项目实际上是由多国合作完成的。前文中也提到了除了有美国的NASA、德国航天局和法国航天局的技术支持以外,中国的东北大学也参与了研究。

因此,隼鸟2号从本质而言,并不是日本独立完成的,虽然日本政府最初坚持自主研发,但是最终还是将隼鸟2号变成了国际合作项目,与之对比嫦娥系列登月工程则完全是由我国独立完成的

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不可否认的是日本在小行星探测的起步比我国早,取得的成果也比我国多。但是追究其根本原因是中日的深空探索策略不同,因为日本一开始的深空探测活动就是以小行星为主的。我国则是以登月为首要目标,在完成登月之后制定后续的计划。2016年时在嫦娥计划获得了阶段性胜利之后,我国也发表了未来探测小行星的相关计划

而且现在也不同于冷战时期的军备竞赛,要以自己国家的需求为主,日本在小行星探测方面追求技术创新,和日本制造的机器一样“小而精”我国则是稳扎稳打,一步一个脚印,深空探索技术发展迅速。

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所以二者并无可比性,不论利用日本行星探测来踩低中国的嫦娥工程,还是说嫦娥工程碾压日本行星探测,都是偏激的说法,而科学科普是中立的,不该被其他方面的事情影响。

那些说日本登陆小行星则碾压中国的人,可能不知道早在1978年时,日本也提出了探测月球的计划,并且在1990年发射了“飞天号”,可惜撞击月球之后探测器失灵了,最终以失败告终。

这之后日本陆续制定了更多探月计划,最为有名的是月亮女神计划,但是SELENE-2的发射计划一再推迟,从2013年到2019年都未进行发射,这个过程中中国已经成功完成探月三步走的前两步了。假如日本此方面技术真的碾压中国,为何迟迟没做出成绩呢?

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因此如果大家硬要把二者进行对比,那么日本的“小行星探测技术”确实比我国强,但是现阶段我国的“月球探测技术”也已经远超日本,经过多年的积累与发展,大家都各有长处,一定要比个高低其实并没有意义。中国的航天人也一直秉持着不卑不亢、学习取经的态度,日本的小行星探测成果对于未来我国的小行星探测计划实施还是带来了许多启发的。

结语

日本的隼鸟2号登陆52亿公里外的小行星,确实也是一大创举,但是与我国的登月之间并无可比性,因为本身的探索目标和技术都不一样,这就好比你拿蔬菜和水果对比,非要让人说出哪一个对人体更好一样。

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所以,大家千万不要被一些媒体不够公正的发言所迷惑,作为谦虚且自信的中国人,我们既要承认别人的成功,但也不会否决自己取得的成果,只有这样,我们的科技才能在学习中不断进步和发展。

“路漫漫其修远兮,吾将上下之求索。”未来的深空探索更加复杂,难度更高,希望中国的航天人可以带给我们更多的惊喜。

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