6年飞52亿公里,日本带回10克外星矿石,跟嫦娥五号比怎样?

目前,我国嫦娥五号的轨道器和返回器组合体正带着2公斤月壤绕月飞行。待到合适时机(预计是在本月12日)进行点火,轨返组合体将会进入月地转移轨道,踏上返回地球之路。预计在本月17日前后,嫦娥五号的返回器将会降落到地球上。

与此同时,日本的隼鸟2号已经完成了小行星采样,并于本月6日成功降落到地球上。同样是地外天体的采样返回地球任务,中国的嫦娥五号和日本的隼鸟2号,哪个难度更大,技术更先进?

在2003年,日本发射了小行星采样返回器——隼鸟1号,它的目标是丝川小行星。这是一颗具有潜在威胁的近地小行星,它的轨道与地球公转轨道相交叉。

隼鸟1号成功登陆丝川小行星,并采样返回地球,这是人类第一次获得小行星的样本。整个任务持续7年,隼鸟1号累计飞行了60亿公里。研究近地小行星,不但能够预警它们未来的撞击,而且还能揭示太阳系起源之谜,因为小行星大都非常古老,它们一般是来自于45亿年前的早期太阳系。

有了隼鸟1号的成功,日本又在2014年发射了隼鸟2号,这次采样返回的目标是龙宫小行星。这也是一颗可能会撞上地球的近地小行星,它的远日点在地球轨道外侧,距离太阳为1.42天文单位;近日点则位于地球轨道内侧,距离太阳为0.96天文单位。龙宫小行星在绕着太阳公转时,将会横越地球轨道,有概率与地球发生碰撞。

经过四年的追赶,隼鸟2号飞抵龙宫小行星。但要登陆龙宫小行星,并非一件容易的事情。这是因为小行星的质量很小,引力太弱,探测器难以被引力束缚住。

龙宫小行星的平均直径只有865米,质量为4.5亿吨,它的表面重力仅为地球表面重力的8万分之一。隼鸟2号需要进行一系列的精确操控,让速度稳稳地降下来,这样才能登陆小行星。

隼鸟2号在龙宫小行星上登陆了两次,获取了10克的小行星样本。2019年,隼鸟2号启程飞往地球,携带着小行星样本的返回舱于本月6日在地球上着陆。

从发射到返回,隼鸟2号在太空中飞行了6年多的时间,累计飞行距离达到了52.4亿公里,相当于地球到太阳距离的35倍。隼鸟2号的任务还没有结束,它只是与地球擦肩而过,把样本返回舱送回地球。隼鸟2号将会继续太空探测之行,它预计在2026年飞越小行星2001 CC21,并于2031年飞抵小行星1998 KY26。

中国的嫦娥五号和日本的隼鸟2号

鉴于都是地外天体的采样返回地球任务,很多人不自觉地会将两者进行比较。从难度和技术先进程度来看,都是我国的嫦娥五号更胜一筹,两者可以说不是一个段位的。

月球的引力要比龙宫小行星强得多,嫦娥五号着陆月表,需要进行一系列复杂地机动。在月球上采样完,上升器还要有足够强力的火箭来克服月球引力。之后,上升器还要进行太空对接来转移样本。相比之下,轻巧的隼鸟2号登陆小行星,所要面临的考验会小得多。

隼鸟2号的主要难度在于深空测控,因为小行星要比月球远得多。信号强度遵循平方反比定律快速衰减,没有强大的深空测控网,隼鸟2号任务就无法取得成功。

但问题是,日本并没有属于自己的完善深空测控网,隼鸟2号的测控其实依赖于美国,不然就会在太空中抓瞎。相比之下,我国已经独立自主建立起深空测控网,可以对飞向火星的天问一号进行深空测控。

总之,嫦娥五号任务的难度极高,这将会给中国航天带来深远的影响。可以说,嫦娥五号任务在为未来中国载人登月做准备,整个流程完全是按照载人登月所需的步骤来设计的。中国探月工程的首席科学家欧阳自远表示,我国已经在筹备载人登月任务,我们中国人也许会在2030年前后踏上月球表面。