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隼鸟二号抢走嫦娥五号热度,数亿公里捞点灰尘,比月球挖土更难?

  最近,嫦娥五号完成上升器月面点火起飞、月球轨道自动交汇对接、转移2公斤样品物质、组合体分离之后,准备踏上回家的旅程。与此同时,在12月6日清晨,日本在6年前发射的隼鸟二号探测器,将从2.4亿公里外一颗名为"龙宫"的小行星上采集的零点几克灰尘,投射到澳大利亚北部的沙漠地区,然后继续飞往另一颗小行星,预计10年后能接近目标。中日两种地外星体探测器"偶遇",显然是一种巧合,却引发了外界有关它们谁的技术更先进的争论。
  日本隼鸟二号深空探测器
  中国嫦娥五号的上升器
  首先,小编想请大家看一组照片,看完你就明白两者根本就不是一个等级的航天器了,这样的争论毫无意义。
  日本隼鸟二号的返回舱
  隼鸟二号的返回舱
  隼鸟二号的返回舱只有这么大
  其实真正的样品物质收集器只有这么大
  嫦娥五号的返回舱这么大,明白两者的区别了吧?
  很多人可能被隼鸟二号2.4亿公里、6年、10年这样的字眼所吸引,它能跑那么远,而地月距离不过38万公里,所以想当然认为是隼鸟二号更先进。但实际上,从宇宙的尺度来说,2.4亿公里和38万公里并没有什么本质区别。
  隼鸟二号探测器
  比如说嫦娥二号探测器,在完成月球探测任务之后,于2011年6月9日离开月球轨道,向深空进发,先后完成了日地拉格朗日点观测和可能撞击地球的4179小行星"图塔蒂斯"的拍照。2014年7月,嫦娥二号距离地球已有1亿公里,预计它最远可以飞到距离地球3亿公里的地方,然后还可以返航。所以仅从航程上说,嫦娥二号可以从地球飞到38万公里外的月球,也可以从地球飞到2.4亿公里的"龙宫"。
  嫦娥二号和它拍摄的图塔蒂斯小行星
  其实,小行星探测真正的难点是深空探测网的建立和测控信号的传输。"龙宫"小行星比月球远得多,随着距离增大,信号衰减会非常严重,而且会经常面临太阳的信号阻挡,当初日本的隼鸟号就因为信号控制的问题,以及姿态调整出了问题,差点没回来。
  隼鸟号
  隼鸟二号
  另外,日本的隼鸟号、隼鸟二号和印度的月船二号一样,都依赖美国的深空探测网。而我国的深空探测网虽然目前还不够完善,但是通过嫦娥二号和天问一号火星探测器,证明也是有很强基础的,正在逐步建立更强大的深空探测网。
  天问一号火星探测器
  咱们回到嫦娥五号,这次嫦娥五号的重点,不是飞抵月球,而在在月球表面"软着陆",然后还有钻2米的洞,才能取月岩和月壤。更重要的是实现首先地外星体点火,将800公斤的上升器送回月球轨道,和轨道舱对接后再返回地球,这一切都是按照将来载人登月的程序走的。
  嫦娥五号上升器点火瞬间
  而日本隼鸟二号的采样过程更多是一种低空靠近袭掠的方式,它以300米/秒的速度发射一枚5克的"子弹",击中小行星表面,然后收集爆炸弹起的尘埃。就这样,隼鸟二号还失败了一次。
  隼鸟二号在小行星上的投影,动画模拟
  当然,和之前流传的版本不同的是,隼鸟二号除了向"龙宫"号小行星发射几颗"子弹"之外,还释放了"密涅瓦2号"着陆器进行探测,另外据新华社的消息,隼鸟二号本体也曾两次短暂接触"龙宫"号小行星的表面,可以理解为某种意义上的"着陆"。
  和之前的说法不一样,隼鸟二号的确有两次着陆
  为什么要用"接触"、"某种意义上的着陆"这样的词汇呢?这是因为类似"龙宫"这样的小行星几乎没有引力,在它的表面着陆相当于太空卫星对接,或者叫固定轨道目标捕获,隼鸟二号可以以每秒1厘米的速度靠近小行星,登月可不行,对着陆阶段的姿态控制要求非常严格。为了消除月球重力影响,嫦娥五号必须在着陆前有限的时间内完成减速着陆动作,而隼鸟二号就没这限制,其姿态控制无需考虑星体引力对姿态控制的干扰,只需要做好发动机反推控制就行。即便是发动机反推未开启,以小行星的引力来说,也不足以对隼鸟二号着陆产生强烈冲击。
  你看,没有引力,着陆的时候连稳定的支架都不需要
  打个比喻,隼鸟二号相当于空中加油,而嫦娥五号相当一架飞机在空中发射货物到另一架,然后还得把发射出去的货物再收回来,难度根本不在一个等级。另外,嫦娥五号在距离月球表面最后5米时,还关闭了主发动机直接"砸"了上去,这对探测器的各项技术要求非常高。而在上升器升空时,嫦娥五号的发动机还需要克服较大的月球引力,同时仍然要做好姿态控制,这对于发动机推力测控精度要求极高。而日本隼鸟二号就简单多了,直接减速脱离就可以了。
  这样的着陆,更类似于自动交汇对接
  总体来说,中日两国地外天体探测走的是不同的路线,日本由于美国的限制,以及财力支持不起庞大而复杂的登月工程,所以另辟蹊径,把资源花在容易出成绩的深空小行星探测上,因此在小型探测器测控技术和发动机技术上取得很大的进步。而我国则是实打实地要把美国的路线走一遍,最终目标很可能就是奔着载人登月和月球挖矿去的,实用性更强。
  日本这次又取巧了

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