能带回3亿公里外小行星样本,却不带回火星土壤,到底害怕什么
从外星球取样,已经成为我们探索外星球的方法之一,因为探测器本身搭载的设备有限,能够展开的科学研究也比较有限,没法让科学家全面地了解到外星球的情况。月球作为离我们地球最近的大型天体,在过去几十年时间内,人类已经取回300多公斤月球样本,最近一次月球取样是2020年我们国家嫦娥五号探测器带回来的,这也是时隔44年后人类再次从月球带回珍贵的样本。
以人类当前的科技发展水平,到达月球取样已经可以说是轻车熟路,连到达3亿公里左右外的小行星上取样都不在话下。在2020年年末,日本的隼鸟2号就成功从3亿公里外的"龙宫"小行星带回了珍贵的样本。NASA的Osiris-REx探测器也已经从距离地球大约2.8亿公里外的贝努小行星上完成样本采集,正在朝着地球飞回的路上,预计在2023年9月24日就会回到地球。 现在我们不仅能够带回38万公里外月球的样本,还能带回3亿公里外小行星样本,却不带回火星土壤,这是怎么回事?到底在害怕什么?
或许有一些朋友觉得火星可能有什么不可告人的秘密,我们人类不敢从火星取回样本,实际的情况并不是这样的。 归根到底,还是与人类的科技有关,人类当前暂时还没具备从火星取样的能力。 这就奇怪了,我们能够从3亿公里外的小行星取样,却没法带回5500万公里外的火星样本? 从技术层面来看,从小行星取样和从火星取样的难度完全就不在一个量级上。
飞行距离:虽然贝努小行星、龙宫小行星与地球的距离接近3公里,看起来很遥远,但火星与地球的距离也差不多是这么遥远,火星与地球的最近距离为5500万公里、最远距离为4亿公里。从距离来看,探测器飞往火星与飞往贝努小行星、龙宫小行星的难度差异不会很大。而且,由于这些小行星、火星与地球的距离都差不多,这也意味着在通讯方面的差异也不会很明显,都需要用到深空网络。
起降才是最困难的:与降落火星相比,探测器在小行星表面起降的难度相对较低。一方面,小行星的引力很小,探测器的姿态控制只要不出现问题、发动机推力控制得当,降落到小行星时说一般不会出现什么问题。另一方面,小行星没有大气层,所以没有空气阻力,不会特别复杂。而着陆火星的过程就非常复杂,被称为"恐怖7分钟"。
在着陆火星之前探测器的飞行速度接近2万公里每小时,需要在短短几分钟内将速度下降到0,然后停在火星表面。在着陆火星过程中,探测器在高速进入火星大气层时会受到空气阻力,速度会急剧下降,探测器的温度也会非常高,可能会达到上千摄氏度,对着陆器的隔热材料也是一个考验。由于火星大气非常稀薄,不足以让探测器的速度完全降下来,所以还需要在恰当的时机开启降落伞、反推发动机继续减速,稍有差池都可能会导致着陆失败。
在完成取样后,从小行星表面起飞的难度也非常低,这是因为小行星的引力非常小,探测器只需要稍微加大发动机推力就可以从小行星表面"蹦"起来,进入太空然后离开小行星返回地球。从小行星起飞的过程对探测器发动机的要求不高,也不会消耗太多的燃料,所以探测器有足够的燃料飞回地球。而火星的引力非常大,意味着火星的逃逸速度非常大,超过5公里每秒,再加上火星还有空气阻力,如果探测器想从火星表面起飞进入火星轨道,意味着需要有很大推力的火箭才能起飞,这个过程也需要消耗大量的燃料。
虽然从火星取样看起来很难,但随着科技的进步,在未来还是可以实现的。我们国家的火星车现在已经成功登陆火星表面,下一步就是要从火星取样返回地球。 从这一点来看,我们当前没有带回火星样本,并不是因为害怕火星的样本是否存在威胁,而是当前的科技不足以让我们带回火星样本。
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