小行星取樣技術怎麼樣

㈠ 亞洲雙花：嫦娥5號和隼鳥2號同期采樣返回，誰更技高一籌

近期兩個人類的探測器將分別攜帶不同的小行星質地樣本返回地球。

日本隼鳥2號已完成6年任務並且於12月6日凌晨降落在澳大利亞南部沙漠；而#嫦娥5號#也滾鬧禪早已挖土成功，預計將於12月15日-16日在內蒙古四子王旗著陸，並按原計劃將2千克月球土特產帶回地球。

在此之前，日本的隼鳥2號已經飛行了3億公里，堅持6年之才成功取樣返回地球。 日本此番飛行距離如此之遠，深空測控技術難度如此之大，那對比我們的嫦娥5號又如何呢？

到底是嫦娥5號的采樣難度大，還是日本的隼鳥采樣難度大，今天本文就做一個全面的詳細對比。

日本作為亞洲航空強國，其能力不容小覷。

日本隼鳥2號是人類第一個成功採集小行星地下物質樣本的國家，其實小行星采樣並非第一次，第一次還是日本，那時是隼鳥一號探測器。只是這次的采樣難度更高，通過撞擊獲取了地下物質。

日本此次采樣的小行星「龍宮」1999JU3距離地球3億公里，盡管「龍宮」的直徑只有1公里，但是它卻被廣泛認為含有水和有機物，與46億年前的地球類似，這也就是日本探測器去采樣的目的，這對於研究地球的發展和太陽系演變具有重要意義。

而我國嫦娥5號此次採集月球土壤，除了驗證載人登月技術外，還對月球的起源、月壤的成分以及月球的水和以後組建月球基地都起到了非常重要的意義。

隼鳥2號由日本的H-IIA火箭發射升空，不過「隼鳥2號」探測器的質量只有609千克，單獨用H-IIA發射有點浪費，所以當時H-IIA除了攜帶「隼鳥2號」，還帶有另外3顆衛星。

在我國長征5號出現以前，日本一直占據著亞洲火箭技術的領先地位，比如H-IIB（近地軌道運載能力為19噸）、H-IIA（近地軌道運載能力為15噸），其中發射「隼鳥2號」的火箭就是H-IIA。

我國嫦娥5號由四個部分組成，分別是：著陸器、軌道器、上升器和返回艙，總重8.2噸，由長征5號攜帶升空。

長征5號系列為中國第一個從總體到分系統均採用最新技術的大型液體運載火箭系列，是中國目前研製規模和技術跨度最大的航天運輸系統工程，新技術比例達95%以上。目前是中國現役起飛質量最大、芯級直徑最粗、運載能力最強的火箭，也是亞洲能力最強的火箭。

長征5號是新一代五米直徑低溫液體捆綁式重型運載火箭系列。其到達近地軌道的最大理論載荷為32~33噸，而到達同步轉移軌道的最大有效載荷能力為14.4噸。

隼鳥2號的深空測控由NASA深空網路支持完成，由於地球的自轉，有些時候測控站轉到地球背後就無法持續對探測器進行測控，所以在深空測控這一塊上，無論是日本、還是我國，都需要跟全球測控站進行合作，以達到持續不間斷測控的目標。

但隼鳥2號的測控還面臨一個巨大的問題，由於它到訪的小行星距離太遠，有時候會因為太陽系的自轉，導致探測器被太陽或其它行星遮擋，從而導致測控難度大增。

我國嫦娥5號的測控由歐空局（ESA）協助我國完成，但無論是距離、還是測控難度，顯然都遠不如日本的隼鳥2號。

隼鳥2號的姿態控制吸取了1號的經驗，增加了2個高增益天線、1個測星儀、1個著陸器（MASCOT）和3個巡視器，隼鳥1號在探測「絲川(Itokawa)」小行星時，兩次「觸碰」小行星都出現問題，高度不正確、收集裝置不能正常工作等，其中最大的一次事故就是因為姿態失控失聯了近2個月。

另外隼鳥2號升級了自動和自主控制系統，所以此次任務才得以圓滿完成。

嫦娥5號由於要降落在月球表面，而且是「軟著陸」，所以對測控、姿態控制以及自主控制、避障系統都提出相當高的要求，其難度遠遠大於隼鳥2號。

嫦娥五號探測器在探測月球時，需要利用反推器反推，為了實現安全著陸，嫦娥五號在月球軌道附近實現了兩次「剎車」。第一次剎車是在月球附近時，嫦娥五號點燃3000牛頓推力的火箭發動機進行反推減速，經過17分鍾減速後，嫦娥五彎冊號的速度才能降大塵低到被月球引力捕獲的程度，之後月球進入到環月軌道。

在月球表面降落時，又會利用到發動機反推，才能使得嫦娥五號安然無恙地在月球表面著陸。

單獨值得拿出來一說的就是嫦娥的自主避障系統，這跟我國發往火星的天問一號一樣，都採用了自主避障系統，通過接近地面一定高度時減速至「懸停」，然後利用光學相機和激光以及雷達尋找安全的區域進行降落，這可是比美國還先進的姿態控制方式，全球獨一份。

可能很多網友會誤以為隼鳥2號先降落在小行星才採的樣，所以對隼鳥2號贊賞有加，但這里要說的是：隼鳥哦2號並未降落在小行星上，而是在采樣過程中與小行星一起「伴飛」。

日本此次取樣的「龍宮」小行星直徑不到1公里，引力干擾可以說微乎其微。隼鳥2號採用的取樣方式是逐漸接近小行星，在小行星表面精確控制減速到跟小行星同速，相當於「懸停」在小行星上空，然後通過發射重量為5克的鉭質子彈擊中小行星表面，爆炸濺起的塵埃狀物質或碎片被隼鳥2號的取樣機械臂收集到樣本容器里，接下來換地方總共收集3次。

應該說日本這個采樣方式是很有創新性的，「龍宮」小行星由堅硬的岩石組成，為了收集到小行星地下的物質，隼鳥2號採取了撞擊的方式，這樣可以把岩石底下的物質給撞出來，不過缺點就是只能收集到小顆粒粉塵和碎片，而且質量只有100毫克。

嫦娥5號由於月球的巨大引力，有地球的1/6，在采樣前就必須精確地軟著陸月球，不同於隼鳥2號的精確減速，嫦娥5號所需的反推和精確控制能力要遠遠大於隼鳥，才能克服月球的引力。

嫦娥採取了「表取」+「鑽取」兩種取樣方式，利用機械臂對月球表面土壤進行鏟、掘等方式，還能夠利用打孔的方式獲取月球內部的土壤或者岩石，取樣的標本更為豐富，樣本更多。不過就難度和創新性而言，這個環節還是日本的隼鳥難度要更大些。

隼鳥2號由於沒有降落，同時由於采樣的小行星質量過於小，引力影響微乎其微，所以只需稍微點火加力即可離開，不存在什麼技術難度。

重點要說的是嫦娥5號，嫦娥5號由於要先克服月球的引力，所以需要在月球表面進行「無依託」起飛，對自身位置定位、推力大小、交匯軌道的時間和交匯點計算等都提出非常嚴苛的要求。

上升器飛升至月球軌道時還要和軌道器對接，把月壤樣品轉移給返回艙，然後在軌道器的助力下，藉助引力彈弓返回地球，從而把返回艙送回地球。

隼鳥2號在接近地球大氣層時把直徑不到40CM的返回艙卸下，直接丟回大氣層，由於體積和質量不大，所以直接用降落傘就順利回收了，難度並不大。

嫦娥5號的返回艙質量遠大於隼鳥2號返回艙，所以在返回時需要利用「桑格爾/錢學森」彈道進行「水漂彈道」減速，最後利用降落傘才能安全降落。

日本的航天領域實力不容小覷，在長征5號其運載火箭一直是亞洲領先。 不過日本依靠在美國這顆大樹上，既受益同時也受到制約。

所以日本展開的大多是「小而精」、「低成本」、「創新性強」的深空探測任務，很多關鍵技術還是仰仗美國提供。

但我國不同， 我國歷來走的都是「獨立自主」的道路 ，在航空航天領域也是如此，既是逼出來的，也是自己創出來的。所以我國的航天技術都比較全面，從發動機到火箭上的一個小零件都是自主研製，綜合實力要遠遠大於日本。

日本此次的隼鳥2號探測任務有亮點，有難度，但綜合來說只是部分技術上的突破，正所謂 「一枝獨秀不是春」 ；

我國嫦娥5號的探測任務綜合性和全面性比較強，更像是 「百花齊放春滿園」 。

㈡ 隼鳥二號小行星取樣，要比嫦娥五號的採集難嗎

隼鳥二號小行星取樣，要比嫦娥五號的採集要難，因為隼鳥二號的技術比不上嫦娥五號，以下具體分析。

2、行星取樣和行星返航：行星取樣日中差別不大，因為技術都很簡單，都是用鑽頭鑿碎樣本再用采樣機器的機械臂收集到采樣機器的收集倉。還有一個難點是行星返航，同樣是因為重力小，所以在返航動力上，中日沒有區別。但是嫦娥六號的導航系統要比日本的強，日本需要人工導航，而中國是全程自動化精準化的自動導航，采樣機器可以精準無誤的返回地球。

㈢ 美國首個小行星取樣返回器——為地球安全而出發

北京時間9月9日上午7:05，美國宇航局首個小行星取樣返回器從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空，開始了一段探尋太陽系早期歷史的漫漫征程。

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㈣ 日本能去小行星采樣，為何不能登陸月球核心技術十七年無法攻克

2020年12月6日， 我國的嫦娥五號上升器與軌返組合體完成了人類有史以來第一次月球軌道自動對接， 並且完成了月球土壤的封裝和轉移。而巧合的是，幾乎與此同時，日本的隼鳥二號小行星探測器也把它採集到的小行星岩石樣本，扔到了澳大利亞南部沙漠地區，並且成功回收。

雖然隼鳥二號的逗歲事跡在嫦娥五號的光輝下顯得微不足道，不過之後網路上依舊出現了這樣的聲音。說日本的隼鳥二號採集小行星樣本，比中國採集月壤要難得多。日本的探測器飛了52億公里，並且在微重力狀態下完成土壤採集，難度比登月大多了。那麼問題來了，這個隼鳥2號究竟做了什麼？ 登陸小行星是不是真的比登月更難呢？

採集小行星樣本有什麼意義?

小行星指的是太陽系中一些圍繞太陽公轉的小天體，直徑一般不會超過百公里。因為尺寸有限，所以重力微弱，還不足以把自己變成近似球體的星球，所以樣子看起來千奇百怪。 這些小行星大部分分布在內太陽系，處於地球和火星之間的小行星帶上。

探索 這些小行星對人類 來說意義非凡， 因為有些小行星的形成時間和地球一樣古老， 而且沒有地質活動，所以小行星的結構和土壤，一直保持著形成之初的樣子。所以把小行星樣本帶回地球研究，說不定 可以揭開地球形成初期的地質樣貌的秘密。 而且，在學界的主流觀點中，地球上的液態水，其實是小行星和流星帶進地球大氣的，如果說在探測小行星的過程中發現水，也能坐實地球水外來說。

所以， 探測小行星這件事，全世界各個國家都有興趣， 我國也計劃在2020年之後，展開小行星的相關 探索 。那麼，作為世界上第一個把小行星土壤帶回地球的日本，他們的航天技術到底處於什麼樣的水平呢？

命運多舛的隼鳥號

我們不妨先來看看日本為了探測小行星而做的種種努力。2003年5月9日， 日本發射了第一顆小行星探測器，隼鳥號。 從一開始，他們就想把小行星樣本帶回地球，目標是距離地球3億公里外的絲川小行星。不過，這次任務只能用命運多舛來形容。

在 飛向絲川小行星的途中，隼鳥號就問題連連。 在發射入軌不到4個月的時候，就出現了離子推進器的故障。之後到了2005年，用來調整姿態的推進器，三個中只有一個還能正常工作。而到了12月，因為化學引擎燃料泄露，隼鳥號軌道偏離，結果和地面失去聯系。直到7周之後，地面才接受到了它傳回的微弱信號，而且每次只有短短的20秒。

好在地面工作人員確實給力，硬是靠這么短的操作時間，一步一步發送指令，把隼鳥號調整回了正常位置，才保證接下來的任務可以順利進行。 到了2010年6月13日，隼鳥號終於帶著樣本返回， 焚毀在地球大氣之中，而樣本密封艙，則按照計劃，成功著陸於澳大利亞的預設螞指皮陸區。

可以說， 隼鳥號能完成任務把樣本帶回來，已經是個奇跡。 日本民眾對這則消息大受鼓舞，隼鳥號也有了「不死鳥」的稱號。日本還拍出了一部叫做《隼鳥號》的電影，演繹這次來之不易的勝利。不過，相比於民間的悶差狂歡，日本學界卻被澆了一盆冷水。 因為隼鳥號帶回來的小行星樣本，實在是太少了。 據官方給出的數據，這次帶回的岩石樣本，大概有1500粒，聽著挺唬人的。其實，這些樣本的重量，是以毫克為單位的。

與其說是岩石，倒不如說是沙塵更為貼切。而這也在預料之內，因為隼鳥號採集樣本，並不是降落在小行星上挖掘， 而是靠輕微撞擊揚起沙塵，再把樣本吸進來完成採集的。 到了這一步，是誰都不願意善罷甘休，於是，隼鳥二號被提上了日程。

變強了的隼鳥二號

借著上次的經驗教訓，隼鳥二號在一號的基礎上對不足點進行了改進升級。 它的離子發動機推力比原版高了25%， 其實就是多加了一台推進器，通訊部分也改成了雙天線配置，好讓它不會再出現信號中斷的尷尬。除此之外，為了讓隼鳥二號能採集到小行星更深處的古老岩石樣本，它還攜帶了兩個圓筒形沖擊器，相當於炸葯包， 靠爆破的方式炸出更古老的岩層。

為了更好地尋找平坦的採集地點，隼鳥二號用來定點著陸的標記球數量也從3個增加到了5個。不過， 改來改去，隼鳥號採集樣本的方式，還是觸碰式的。 而且整個采樣過程的持續時間只有一秒左右，用蜻蜓點水形容再合適不過。這次的目標，是距離地球3.4億公里的龍宮小行星。

結果，於2014年發射的隼鳥二號，終於在2020年12月6日，把裝著樣本的密封艙丟回了地球。整體來看，隼鳥二號比原版要成功許多。 不過，真正要看的話，它帶回來多少岩石樣本才是關鍵。 一開始，學者自己也沒有多大信心，預計重量只有0.1克。

不過就目前公布的結果來看，隼鳥二號帶回來的岩石樣本中， 已經有了大小超過1.3厘米的硬質岩石，說明這次搞爆破採集的方式還是很有成效的。 因為三個樣本密封艙只有兩個被打開，所以到底帶回來了多少，現在還是一個未知數。但比起它的前輩來說，隼鳥二號確實變強了。

那麼，隼鳥二號的技術難度， 真的比登月要難嗎？

日本攻克了十七年，依舊無法登上月球

其實要回答這個問題，只需要說一說， 為什麼日本到現在都沒有發射月球登陸器， 謎底就能解開了。

其實早在1991年，日本就成功發射了飛天號月球環繞探測器，成為了世界上第三個具備環月探測能力的國家。之後，日本又在嫦娥一號之前， 再次發射了一顆繞月衛星，月亮女神號。 但在這之後，日本的探月工程卻匆匆宣布終止。日本何嘗不想像中國一樣，通過一點一點的進步，最後完成月壤采樣的目標。按照日本的「月球-A計劃」，他們應該在1995年就能發射月球登陸器， 可是到了2007年，登月器在歷時17年的研發後仍然沒有成功。 最終，日本文部科學省宇宙開發委員會才同意了終止項目的報告。可見，日本其實到現在都沒有掌握軟著陸月球的技術。

日本登月遇到的 第一個技術難關是動力系統。

日本發射的隼鳥二號，質量只有0.6噸，而嫦娥五號的重量是8.25噸。如此大的重量懸殊，讓嫦娥五號的推進器可以完成月球軟著陸，並且返回月球軌道的能力。而 隼鳥二號的推進器，只夠讓它可以靠近微重力的小行星，如果目標是月球，只會被摔個稀巴爛。 當然，也許會有人說，隼鳥號的體積重量小，是為了接近小行星刻意設置的。這一點我們只要看看日本的火箭就能知曉答案。

日本用來發射隼鳥二號的火箭，是自行研發的M5運載火箭，屬於小型衛星才會使用的固體燃料火箭。而運載能力更強的H系列和J系列運載火箭，也只能把一噸重的衛星送上地球軌道。 和我國的長征五號遙五運載火箭相比，一個是大炮一個是鳥槍。 日本到現在，都沒有發射月球登陸艙的火箭系統。

其二是返回大氣層的技術難關

隼鳥二號帶回來的岩石樣本雖然比前輩多，但重量依舊有限。 除了接觸式採集法限制了樣本數量之外，返回大氣層的方式也限制了樣品倉的大小。 隼鳥二號的返回方式是最傳統的彈道式再入返回，說白了就是從地球軌道上減速進入大氣層，像一顆拋出去的足球。為了抵抗空氣摩擦產生的3000度高熱，返回艙不得不裝載更多的防熱燒蝕材料。而且，為了實現減速，還設計了一個拋掉返回艙外殼的流程設計，進而減少減速傘的過載壓力。這些都壓縮了樣本倉的重量。

而嫦娥五號的返回方式叫做「高速半彈道跳躍式再入返回彈道」。 通俗來說就是利用打水漂的原理，在地球大氣層中完成一次跳躍，進而降低速度。這種返回方式在全世界處於領先地位， 並且盡可能得降低了防熱材料的使用比例，擴大了返回艙的艙內空間。結果，嫦娥五號帶回來的月岩樣本，是當年前蘇聯三次采樣量的6倍有餘，達到了2公斤。而日本想要突破這一技術，還要花大把的時間去總結經驗。

其三，是登陸和對接技術

我國的 嫦娥五號在降落時採用的是自主控制， 整個動力下降航程有數百公里，在此過程中，地面沒有任何干預，完全是自主選擇的著陸區。而隼鳥二號的著陸探測方式，簡單地讓人發指。它居然 需要先向小行星扔幾個帶有攝像頭的標記球，之後由地面人員根據拍攝到的畫面，確定平坦的著陸點。 當然，選擇如此尷尬的方式也情有可原，畢竟隼鳥二號沒辦法停在小行星上，採到的樣本好不好全看落點位置。

也是這個標記球， 拍攝了有史以來第一張微觀層面的小行星結構。 不過，這玩意兒你再怎麼吹，都生不出花來。況且還是人家德國造出來的。

而反觀中國的嫦娥五號所創造的記錄，已經領先世界太多了。首先， 探測器深空軌道自動交會，以及在軌樣本轉移封裝技術，都是我國獨有的。 再加上月面上升的技術難題已經被我們攻克。嫦娥五號的這套技術，完全可以移植到未來的火星探測計劃中。而隼鳥二號和行星軟著陸技術八竿子打不著，想在未來追趕中國，對日本來說可不容易。

說句很不客氣的話， 日本地方太小，想要有覆蓋全球的衛星監控站，都要仰仗NASA的幫助， 在以後必然會受制於人。而我國已經已經建成布局全球的深空測控網，我們想發射什麼，就能發射什麼。單憑這一點，日本的航天業想要超過中國，都是一個國際笑話。

㈤ 日本能去小行星采樣，為何不能登陸月球核心技術十七年無法攻克

近日，嫦娥五號上升器與軌返組合體完成了人類有史以來第一次月球軌道自動交會對接壯舉，並在隨後半小時內實現了月壤樣品容器的在軌轉移與封裝。巧合的是，就在嫦娥五號兩器對接前兩個多小時日本隼鳥二號小行星探測器返回艙也成功著陸於澳大利亞南部沙漠地區。

兩個航天大事件發生在同一天是近年來少有的盛況，與以往不同隼鳥二號的成功返回並沒有在我們這里掀起多大波瀾，不過仍然有小部分群體堅守著過去的思想鋼印。 比如這種論調：日本 科技 實力不是吹的，本次探測器飛行了52億公里！准確找到並登陸小行星，比登月更難……

這種基於幻想與人為加工的論調曾長期大行其道，然而隨著大眾綜合科學素養的提升，類似言論已經很難有多大市場。

且不論這個52億公里數據的准確與否，要知道在宇宙空間中計算里程唯一的價值就是刺激觀感， 真正有指標性意義的數據不是探測器飛行里程，而是距離 。

那麼登陸小行星是否比登月更難呢？

日本小行星探測計劃始於本世紀初2003年發射的隼鳥號，該探測器目的地是距離地球約0.7億公里的絲川小行星，旨在採集小行星樣本返回地球。

隼鳥號發射入軌不到4個月就出現離子推進系統故障，在接近絲川小行星時又出現姿控發動機故障，在嘗試觸碰小行星的過程中又出現燃料泄漏問題，在返回地球過程中由於前述問題的存在也是幾經曲折，好在地面測控團隊給力返回艙最終成功著陸於澳大利亞預設著陸區。

令人遺憾的是打開返回艙後科學家僅用顯微鏡觀測到一些物質微粒，因為樣本量過少，已經不能用克來計算，而只能用更小的重量單位「毫克」。不過， 隼鳥號遭遇的一系列挫折也為隼鳥二號的成功奠定了基礎 。

隼鳥二號基本繼承了隼鳥號平台，等於是後者的強化版，具體而言就是哪裡不足補哪裡：

隼鳥號在軌期間曾多次遭遇通信中斷問題，為此隼鳥二號採用雙天線配置，一部是X頻段一部是ka頻段，冗餘備份能力更強，同時也能讓收發數據更高效。

吸取隼鳥號多次失聯教訓，隼鳥二號的恆星敏感器也由一台增加至兩台，進一步增強空間位置信息感知能力。

用於定點著陸服務水平位置測量的標記球數量也由3個增加至5個。

隼鳥二號的采樣探測目標是距離地球約3.4億公里的龍宮小行星，一看到這個數據有些人可能會不太淡定，不用急著驚訝，要知道我國天問一號即將登陸的火星，那裡距離地球最遠也有4億公里。

隼鳥二號動力系統採用增強推力的4台離子推力器，以及12台使用化學燃料的姿控發動機，具有較強的冗餘配置，一台離子推力器失效或者個別姿控發動機失效也能保證任務的持續推進。

日本小行星探測的一個特色就是旨在採集小行星深部樣本，為此隼鳥二號攜帶了一枚金屬彈丸槐知，這是一種利用爆轟效應加速彈丸撞擊小行星的裝置。

隼鳥二號總計實施了兩次採集任務，第一次是採集小行星表面物質，第二次則瞄準金屬彈丸撞擊坑採集深部物質。

用於樣本採集的是一種「桿-觸」式採集器，當它接觸小行星表面時會發射一枚鉭質彈丸，進而攪動小行星表面物質，這些物質會進入采樣桿頂部的採集容器中。整個采樣過程只持續一秒左右時間，類似於蜻蜓點水，采樣桿接觸小行星表面，緊接著姿控發動機就會點火將隼鳥二族飢號推離龍宮小行星。

話說小行星表面崎嶇不平，隼鳥二號是如何控制下降彈道的呢？首先它會用光學設備成像，再將圖像信息回傳地球，爾後地面團隊遴選出著陸點，再之後隼鳥二號朝著陸點發射標記球，待標記球抵達小行星表面後，隼鳥二號基於標記球信號實施著陸行動。

隼鳥二號任務前後歷時6年時間，返回艙也成功抵禦第二宇宙速度再入地球大氣產生的3000攝氏度高溫燒蝕，並完成回收。整體來看要比隼鳥號成功得多，當然最終獲取了多少樣本還得看最後的開艙結果。

在了解隼鳥二號任務的基礎上，我們再來看看小行星探測與登月任務相比究竟誰更難？更直白點說， 隼鳥二號對比嫦娥兆明返五號誰的難度更大？要分析這個問題，首先要回答日本為什麼中止了月球探測。

日本其實早在1991年就成功部署了一顆名為飛天號的月球環繞探測器，成為全球第三個具備環月探測能力的國家，後來又先於嫦娥一號發射月亮女神環月衛星。當時日本非常豪邁地宣布這是繼阿波羅登月之後最大規模的月球探測計劃，然而話音還沒落太久局面就發生了逆轉。

令人詫異的是，自月亮女神之後日本就再沒有實施過任何一次月球探測任務，這是為什麼呢？

日本又何嘗不想像我們嫦娥探月工程那樣一次又一次地成功登月，他們也有旨在實施登月行動的「月球-A計劃」， 期望1995年就能發射月球登陸器，結果到了2007年登月器在歷時十七年研製後仍然沒有成功 。

原因是 諸多技術難關無法攻克，逼得日本宇宙航空研究開發機構自己提出報告要求計劃終止 ，最終日本文部科學省宇宙開發委員會同意了這個報告。

月球軟著陸任務存在多個技術難點，首先是動力難關，比如隼鳥二號的動力系統可以觸碰引力微弱的小行星，但無論如何也登陸不了月球。

登陸月球需要具有大范圍推力調節能力的變推力發動機 ，助力嫦娥三號、嫦娥四號、嫦娥五號連續三次100%成功登月的是我國航天 科技 六院自主研製的7500N變推力發動機，其推力變比為6.87比1，能在1200N至7500N之間進行推力調節，研製期間累計進行517次點火試車，累計試車時間66200秒，前後歷時十年鍛造成功，僅此一項就是日本難以逾越的難關。

隼鳥二號與嫦娥五號相比本就不是一個量級，前者發射質量僅有0.6噸，後者則是8.25噸，懸殊相差13倍有餘，誠然二者探測目標不同，而單純就技術復雜度而言同樣懸殊。

隼鳥二號具備的能力嫦娥五號大部分都具備，隼鳥二號不具備的能力嫦娥五號照樣具備。 例如，隼鳥二號返回艙再入地球時需要抵禦三千攝氏度高溫燒蝕，嫦娥五號返回艙再入返回地球時也要承受相同量級的熱流燒蝕。

再入返回彈道隼鳥二號是中規中矩的彈道式再入返回，防熱燒蝕材料重量比例明顯更大，如此一來就導致減速傘需要承受更高的過載，為此他們不得不加入一個拋掉返回艙外殼的流程設計，進而降低減速傘的過載壓力。

反觀嫦娥五號則應用了居於世界領先水平的「 高速半彈道跳躍式再入返回彈道 」，返回艙第一次再入大氣承受一段3000攝氏度高溫燒蝕，當抵達60公里左右高度時利用弓形激波原理再度反彈回宇宙空間，爾後二次再入，此時返回艙經歷的熱流燒蝕環境要弱的多，與神舟飛船無異。

如此設計的好處是可以盡可能降低防熱材料使用比例，增大返回艙內部空間，用於采樣返回時可以多裝貨，嫦娥五號一次任務的月壤採集量就是蘇聯三次采樣總量的6倍有餘，此技術用於載人月球任務時可以容納更多的航天員，同時更大的內部空間可以改善航天員在軌生活保障水平。

再入過程中嫦娥五號還應用了 全球獨創的基於自適應預測制導技術的導航裝置 ，極大程度提升了落點命中精度。例如，應用同款技術的我國新一代載人飛船試驗船返回艙就實現了10.8環的高精度落點成績。

嫦娥五號執行登月任務時的自主控制難度更高，整個動力下降航程有數百公里，應用了慣性導航測量單元、激光測距測速敏感器、微波測距測速敏感器、光學成像避障敏感器、激光三維成像敏感器等一系列居於世界領先水平的測量敏感器， 全程自主無任何地面干預，自主選擇著陸區，自主確定著陸點。

與之相比隼鳥二號的技術復雜度顯然更低，它需要將成像信息回傳地球，並由地面人員確定著陸點。

隼鳥二號雖然有多次分離操作但並不觸及最高難度的深空軌道自動交會對接技術，而目前放眼全球只有嫦娥五號具備這一能力。

嫦娥五號應用的百公里級自主交會微波雷達，不僅能發揮導引作用，而且具備兩器雙向通信功能，可以在深空對接任務中全程使用直至兩器接近至最後末端距離。在交會對接的末段還有導引精度更高的新一代激光交會對接雷達，多項世界領先技術的應用，是保障嫦娥五號順利完成人類首次深空軌道自動交會對接任務的基石。

基於深空軌道自動交會對接裝置的 在軌樣品轉移封裝技術更是我國獨家擁有 ，這兩項技術可以直接移植到下一次火星采樣返回任務，而這又將是一個史詩級的人類首次。

僅次於深空軌道自動交會對接的 月面上升同樣是世界級工程難題 ，嫦娥五號也一並掌握，這是一種脫離地外星球引力的發射技術，而小行星微弱的引力環境無法與之相提並論。

地外星球火箭發射要克服陌生空間環境、測控條件差、發射場保障條件差等一系列難題，要求發射載具有高度的自主信息獲取與控制能力， 歷史 上曾經具備這一能力的國家有兩個，而現在放眼全球卻只有我們一家。

發展航天測控先行，沒有強大的測控能力猶如海上艦隊沒有補給艦是走不遠的，尤其是深空航天任務由於距離遙遠加上地球自轉因素需要全球布站才能實現，日本限於狹長的國土本身就是先天劣勢，隼鳥二號任務除本土兩座測控站外，協調了NASA、歐空局在內的多個站點。

反觀 我國依託嫦娥探月工程的實施已經建成布局全球的深空測控網 ，喀什、佳木斯、薩帕拉構成了覆蓋全球90%測控弧段的深空測控網，與此同時我們又在非洲、中亞等地部署有相關測控站點，共同構成了更為綿密的測控網路。

目前我國深空測控網已經具備觸達太陽系邊際空間的測控能力，例如佳木斯站66米口徑天線，就曾先後於2015年、2016年、2017年多次截獲飛掠冥王星的新地平線號以及墜入土星的卡西尼號回傳信號，放眼全球獨立擁有這一能力的玩家除了大洋彼岸就是我們，而這同樣是日本難以企及的高度。

最後再提一下隼鳥二號看似很高大上的離子推進系統，其單台最大推力僅29.66毫牛，而我國實踐-20號衛星應用的LIPS-300離子推力器單台推力則是它將近7倍。

嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥五號T1、嫦娥四號五次任務全部成功，為什麼我們可以五戰五捷？發展航天歸根結底要有 強大的工程能力。

嫦娥探月工程的選擇是「 向技術高地發起正面攻堅 」，而不是東一榔頭西一棒子，這才有了環月飛行、地月直接轉移、月面軟著陸、月球背面復雜地形軟著陸、高速半彈道跳躍式再入返回、月面上升、月球軌道自動交會對接與樣品轉移等一系列工程技術的突破。

與嫦娥探月工程齊名的載人航天工程同樣如此，基於系列神舟飛船與天宮系列空間實驗室、天舟貨運飛船任務的完勝戰績，我們掌握了載人航天、多人多天、空間手動與自動交會對接、載人中期駐留、燃料在軌補加等一系列工程技術，具備建造大型空間站的技術實力與裝備條件，這又是一個日本航天難以企及的戰略項目。

你若盛開，蝴蝶自來，目前已經有越來越多的航天實體登門尋求合作機會。 有了工程實力就等於手中有了生力軍，意味著我們想做什麼任務就可以具備什麼樣的能力。

多年前在NASA測控網支持下印度曼加里安號火星衛星的發射讓不少人心裡不如意，然而當我們具備全套工程技術之後是什麼樣的局面？

天問一號作為人類有史以來向火星發射入軌的最大噸位探測器，一次發射就能實現對火星的「繞、落、巡」探測， 不僅在工程能力與技術性能上形成對曼加里安號的雙重碾壓，更是一步跨過NASA半世紀探火歷程，這是何等的發展加速度？

下一次火星任務的實施我們將立力爭實現人類首次火星采樣返回，某些航天項目的一時空白，不代表我們沒有能力去做，而是要抓住主要矛盾不斷向縱深突破。

以天問一號火星探測器為開端，我國已經啟動深空探測重大專項，航天局探月與航天工程中心副主任劉彤傑披露，到2024年左右我們將發射小行星探測器。

這將是一次為期十年的太空流浪之旅，該探測器首先對編號為2016HO3的小行星進行環繞與著陸采樣探測，爾後返回地球分離攜帶小行星樣品容器的返回艙，之後探測器主體將先後借力地球、火星進行引力加速，飛向位於火星與木星之間的小行星帶，並在那裡對主帶彗星133P進行環繞探測。

2016HO3將是人類探測器造訪的最小質量小行星，在小行星探測任務中質量越小難度越大，實施著陸采樣的難度就更大，主帶彗星的環繞探測同樣是人類首次。

目前小行星探測器已經對外發布搭載機遇公告，在完成主體任務的同時留有0.2噸的餘量用於合作搭載，僅合作機遇搭載的重量就接近隼鳥二號整個探測器的三分之一，那麼這個探測器的整體規模將有多大是可以想像的。

與此同時我們仍將在月球探測與開發領域持續向縱深突破， 在發射小行星探測器的同一時期還有針對月球南極地區進行陸空聯合探測的嫦娥七號探測器 ，這又將是人類月球探測的新里程碑。

我們只用思考一個問題，放眼全球同步大規模實施載人航天、月球探測、火星探測等一系列重大航天工程的國家有幾個？

看看這張十五年前的舊報紙截圖，會認識的更透徹：

截圖右側里的那些玩家，曾經哪一個不是信心滿滿，哪一個不是雄心勃勃，最終他們在面對難題難關時有的選擇逃避，有的半途而廢，有的受限於各種力量的掣肘而不得不走走又停停，唯一向探月難題難關發起正面攻堅且持續至今的只有中國航天。

一次又一次的生動實踐告訴我們這才是不忘初心，這才是可持續發展！

㈥ 人類探測器完成對小行星「貝努」的采樣，將帶回太陽系早期信息

人類 社會 的發展和進步都源於不斷的 探索 ，隨著人類對於自然和宇宙的認識越深入，就會更加的推動人類生產力的發展。就能源資源而言，從木柴、水力，到煤炭、石油、天然氣，乃至到核能的利用，都是基於人類基礎科學的 探索 ，可以說每一次技術革命的進步，都是因為人類的 探索 又向前邁進了一步。也正是如此，所以人類也在努力地 探索 宇宙，從原始人類的仰望星空，到我國明代的萬戶飛天，到現在的空間站建設，都是 探索 精神的體現。

可以預州隱掘見，人類 探索 宇宙的步伐絕對不會停止，因為只有不斷 探索 ，不斷了解宇宙的奧秘，人類才能不斷進步。為此，世界各國都有自己的宇宙 探索 計劃，在這一方面美國的NASA顯然是當之無愧的執牛耳者，為了進行科學研究，美國發射了大量的探測器，去 探索 月球、太陽、金星、火星、木星、土星、冥王星以及小行星，從而獲取了大量的研究資料，打下了科學研究的基礎。

今天，我們要介紹的探測器是美國宇航局發射的OSIRIS-REX航天器，這個航天器發射於2016年9月8日，其目的是去探測小行星「貝努」，並在小行星貝努上登陸，抓取小行星表面的岩土，然後帶著采樣品返回地球，給科學研究提供樣本。這是一項歷時數年的科學探測計劃，OSIRIS-REX航天器從2016年9月發射，到了2018年12月才抵達小行星貝努的附近，然後伴隨小行星飛行了一年多的時間，到了2020年才逐步接近小行星貝努。

就在幾天前，OSIRIS-REX航天器完成了其使命任務中的重要環節，那就是進行表面采樣。在2020年10月20日，OSIRIS-REX航天器點燃了推進器，將自己推離了環繞貝努的軌道，然後逐漸靠近小行星貝努。在十分靠近貝努小行星時，探測器伸出了3.35米長的取樣臂，並利用采樣頭收集了貝努表面的鬆散岩土，此次采樣過程被形容為「即觸即走」式采樣。OSIRIS-REX航天器將會帶著採集到的的樣本返回地球，預計將會在三年後的2023年返回。

NASA為什麼要大費周章，歷時8年多的時間，去往如此遙遠的地方，採集一個小行攜則星的樣本呢？這一切都源於對於宇宙起源的 探索 ，人類 探索 宇宙有兩個核心命題，一個是「我們是怎麼來的？」，另一個是「我們將會到哪裡去？」，也就是關於過去和未來的思考。現在科學家普遍認為宇宙起源於一次距今大約138億年前的大爆炸，然後不斷的演化，在大約46億年前形成了太陽以及眾多行星組成的太陽系，然後46億年後就是我們現在看到的太陽系。

地球的年齡大約有46億年，在46億年時間中，地球不斷的在演化，所以我們很難得到地球剛形成時的相關信息。那麼，在太陽系內有沒有保留著太陽系剛形成時期的相關信息呢？我們發現，太陽系中的一些小行星，由於個頭很小，其組成的物質，在46億年的時間內，幾乎沒有什麼變化，也就是相當於保留著太陽系形成初期的物質信息。但是，小行星帶位於火星和木星的軌道之間，距離地區十分遙遠，不過，好在有些小行星會脫離小行星帶，飛行到距離地球較近的軌道，在1999年就有這樣一顆小行星進入了人類的視野。

小行星「貝努」就是在1999年9月11日被發現的，冊核貝努的直徑大約為500米，是一個由於重力作用而聚集在一起的鬆散岩土球，貝努大約每1.2年繞太陽公轉一周，每6年時間就會接近地球一次，是一個對地球有一定潛在威脅的小行星。科學家預測，在2135年貝努將會穿過地球和月球之間，在22世紀末，小行星貝努將會近距離接近地球，與地球相撞的幾率大約為2500分之一，不過由於貝努十分鬆散，在靠近地球的過程中很有可能會被地球引力拉扯而解體。正是因為找到了這顆十分靠近地球的小行星「貝努」，所以NASA在2011年提出了 探索 計劃，並在2016年發射了OSIRIS-REX航天器，讓我們繼續等待探測器攜帶的樣本返回地球。

㈦ 日本「隼鳥2號」成功將小行星樣品帶回地球

12月6日，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）宣布，日本小行星探測器「隼鳥2號」投下的一個裝有小行星「龍宮」上塵土樣本的返回雀世艙，已經成功在地球著陸。

「隼鳥2號」情況簡介

「隼鳥2號」小行星探測器是日本發射的「隼鳥」的後繼探測器，於2014年12月由H-2A運載火箭搭載從種子島宇宙中心發射升空，其任務是探測小行星「龍宮」。

2018年6月，「隼鳥2號」抵達「龍宮」預定軌道。2019年2月，首次在「龍宮」著陸，收集地表樣本並發現了水合礦物質。2019年4月，向「龍宮」表面發射一枚金屬彈，製造一個大約直徑10米的撞擊坑。2019年7月，第二次成功著陸並收集了之前撞擊中暴露出來的深層塵土樣本。2019年11月，進行軌道調整，啟程返航。2020年12月4日，在距離地球22萬千米的地方釋放了裝有小行星采樣的返回艙。2020年12月6日，返回艙成功在澳洲著陸。在釋放返回艙後不久，「隼鳥2號」點火轉向離開地球再次返回深空執行延長任務，計劃將在2026年和2031年訪問另外兩顆小行星。

小行星被稱為「太陽系的化石」，其地表深層很可能仍然保留著46億年前太陽系誕生時的痕跡，探測小行星並分析其樣本有助於破解太陽系如何形成、地球上的生命如何誕生等謎團。

全球天體采樣概況

地外天體的采樣返回技術，已成為空間探測的一大熱門，競爭日趨激烈。

月球采樣返回活動最熱門。美國先後通過發射「阿波羅」11號、12號、14號、15號、16號、17號載人飛船，對月球進行了有人月球采樣返回，共帶回月岩樣品380千克，為月球研究提供了直接的依據。前蘇聯曾先後發射「月球16號」、「月球20號」和「月球24號」，完成了三次月球無人采樣返回任務，總共帶回326克月球地質樣品。我國於今年11月24日發射了「嫦娥五號」月球探測器，它將在升空23天後把大約2千克月球樣品返回到地球。

小行星采樣返回活動日益受到重視。日本通過「隼鳥」和「隼鳥2號」成功完成了對「系川」和「龍宮」兩顆小行星的采樣。美國於2016年9月發射其首個小行星采樣返回探測器「奧西里斯-雷克斯」，並於2020年10月採集了60克 2千克的「貝努」小行星表面風化層樣品，計劃於2023年9月將采樣返回艙送回地球。

彗星采樣返回技術獨具特色。彗星采樣主要是對彗尾的塵埃及氣體樣本進行採集，不需要落在星體表面。美國於1999年發射了「星塵號」彗星探測器。2004年1月，「星塵號」與懷爾德2號彗星交會，「星塵號」伸出類似網球拍的「氣凝膠塵埃收集器」來收集彗星的塵埃微粒，然後折疊收入返回艙，貯存於容器中。2006年，裝有采樣的返回艙成功返回地球。

太陽采樣返回活動尚不完美。「阿波羅」飛磨手船首次採集到了太陽樣本，但由於技術限制，樣本雜質較多。2001年，美國「起源號」太陽探測器採集了約10 20微克太陽風粒子，但著陸地球時出現失誤，只收回了部分太陽離子。

火星成為下一個探測目標。至今，人類對火星的探測只實現了「繞、著、巡」，還沒有實現采樣返回，主要原因是火星距離遙遠、環境特殊和引力較大等。美國、日本、俄羅斯等一些國家已計劃在2030年左右對火星進行采樣返回探測，我國也擬於2028年實施火星采樣返回任務。

分析研判

日本在小行星探測取樣返回領域領跑全世界。在「隼鳥2號」成功返回地球後，日本成為世界上第一個成功完成兩次小行星取樣返回的國家。在取樣深度方面，日本實現了對小行星地表和地表以下兩個不同深度的取樣；在空間技術方面，日本通過該項目在衛星通信、自動控制、圖像處理、高精度感測器、耐熱密封艙等領域展現了世界一流的技術水平；在項目經濟性方面，NASA的「奧西里斯-雷克斯」項目總費用約為10億美元，「隼鳥2號」的項目費用不及其三分之一，仍取得了世界矚目的成果，展現了優越的經濟性。

我國在地外天體取樣返回領域處於國際領先地位，目前正在實施月面無人采樣，我國也可以考慮切入小行星探測取樣領域。通過「嫦娥五號」，我國將積累地外天體無人采樣的寶貴經驗，在此基礎上，我國也可以考慮開展小行星探測及取樣返回等項目以支持相關前沿領域的科學研究，一是相關技術路線相對實施成本較低，二是也可以進一步積累相關天體探測的技術經驗，繼續鞏固和加強我國在空間探測頃游肢中的優勢地位。

在空間探測活動中，我國應考慮加強國際合作交流，打造外空命運共同體。日本「隼鳥2號」項目是典型的國際合作項目，項目團隊由日本和美國共同組成，德國和法國合作提供了小行星表面偵察器，澳大利亞在返回艙著陸過程中提供了觀測支持。當今世界，通過國際合作開展空間探測已逐漸成為主流。我國在空間探測領域正穩步推進，成就顯著，在自主發展關鍵技術的同時，應考慮加強國際合作交流，一方面可以實現相關領域的優勢互補，建立外空領域的溝通和合作機制，打造外空命運共同體；另一方面，上世紀70年代，美國國家安全顧問布熱津斯基訪華時曾向中國贈送了一克月球土壤，成為當時中美關系改善的標志之一，我國可以此為參照，將我國在空間探測的優勢作為一種外交手段，合理運用，擴大我國的國際影響力。