小行星取样技术怎么样

㈠ 亚洲双花：嫦娥5号和隼鸟2号同期采样返回，谁更技高一筹

近期两个人类的探测器将分别携带不同的小行星质地样本返回地球。

日本隼鸟2号已完成6年任务并且于12月6日凌晨降落在澳大利亚南部沙漠；而#嫦娥5号#也滚闹禅早已挖土成功，预计将于12月15日-16日在内蒙古四子王旗着陆，并按原计划将2千克月球土特产带回地球。

在此之前，日本的隼鸟2号已经飞行了3亿公里，坚持6年之才成功取样返回地球。 日本此番飞行距离如此之远，深空测控技术难度如此之大，那对比我们的嫦娥5号又如何呢？

到底是嫦娥5号的采样难度大，还是日本的隼鸟采样难度大，今天本文就做一个全面的详细对比。

日本作为亚洲航空强国，其能力不容小觑。

日本隼鸟2号是人类第一个成功采集小行星地下物质样本的国家，其实小行星采样并非第一次，第一次还是日本，那时是隼鸟一号探测器。只是这次的采样难度更高，通过撞击获取了地下物质。

日本此次采样的小行星“龙宫”1999JU3距离地球3亿公里，尽管“龙宫”的直径只有1公里，但是它却被广泛认为含有水和有机物，与46亿年前的地球类似，这也就是日本探测器去采样的目的，这对于研究地球的发展和太阳系演变具有重要意义。

而我国嫦娥5号此次采集月球土壤，除了验证载人登月技术外，还对月球的起源、月壤的成分以及月球的水和以后组建月球基地都起到了非常重要的意义。

隼鸟2号由日本的H-IIA火箭发射升空，不过“隼鸟2号”探测器的质量只有609千克，单独用H-IIA发射有点浪费，所以当时H-IIA除了携带“隼鸟2号”，还带有另外3颗卫星。

在我国长征5号出现以前，日本一直占据着亚洲火箭技术的领先地位，比如H-IIB（近地轨道运载能力为19吨）、H-IIA（近地轨道运载能力为15吨），其中发射“隼鸟2号”的火箭就是H-IIA。

我国嫦娥5号由四个部分组成，分别是：着陆器、轨道器、上升器和返回舱，总重8.2吨，由长征5号携带升空。

长征5号系列为中国第一个从总体到分系统均采用最新技术的大型液体运载火箭系列，是中国目前研制规模和技术跨度最大的航天运输系统工程，新技术比例达95%以上。目前是中国现役起飞质量最大、芯级直径最粗、运载能力最强的火箭，也是亚洲能力最强的火箭。

长征5号是新一代五米直径低温液体捆绑式重型运载火箭系列。其到达近地轨道的最大理论载荷为32~33吨，而到达同步转移轨道的最大有效载荷能力为14.4吨。

隼鸟2号的深空测控由NASA深空网络支持完成，由于地球的自转，有些时候测控站转到地球背后就无法持续对探测器进行测控，所以在深空测控这一块上，无论是日本、还是我国，都需要跟全球测控站进行合作，以达到持续不间断测控的目标。

但隼鸟2号的测控还面临一个巨大的问题，由于它到访的小行星距离太远，有时候会因为太阳系的自转，导致探测器被太阳或其它行星遮挡，从而导致测控难度大增。

我国嫦娥5号的测控由欧空局（ESA）协助我国完成，但无论是距离、还是测控难度，显然都远不如日本的隼鸟2号。

隼鸟2号的姿态控制吸取了1号的经验，增加了2个高增益天线、1个测星仪、1个着陆器（MASCOT）和3个巡视器，隼鸟1号在探测“丝川(Itokawa)”小行星时，两次“触碰”小行星都出现问题，高度不正确、收集装置不能正常工作等，其中最大的一次事故就是因为姿态失控失联了近2个月。

另外隼鸟2号升级了自动和自主控制系统，所以此次任务才得以圆满完成。

嫦娥5号由于要降落在月球表面，而且是“软着陆”，所以对测控、姿态控制以及自主控制、避障系统都提出相当高的要求，其难度远远大于隼鸟2号。

嫦娥五号探测器在探测月球时，需要利用反推器反推，为了实现安全着陆，嫦娥五号在月球轨道附近实现了两次“刹车”。第一次刹车是在月球附近时，嫦娥五号点燃3000牛顿推力的火箭发动机进行反推减速，经过17分钟减速后，嫦娥五弯册号的速度才能降大尘低到被月球引力捕获的程度，之后月球进入到环月轨道。

在月球表面降落时，又会利用到发动机反推，才能使得嫦娥五号安然无恙地在月球表面着陆。

单独值得拿出来一说的就是嫦娥的自主避障系统，这跟我国发往火星的天问一号一样，都采用了自主避障系统，通过接近地面一定高度时减速至“悬停”，然后利用光学相机和激光以及雷达寻找安全的区域进行降落，这可是比美国还先进的姿态控制方式，全球独一份。

可能很多网友会误以为隼鸟2号先降落在小行星才采的样，所以对隼鸟2号赞赏有加，但这里要说的是：隼鸟哦2号并未降落在小行星上，而是在采样过程中与小行星一起“伴飞”。

日本此次取样的“龙宫”小行星直径不到1公里，引力干扰可以说微乎其微。隼鸟2号采用的取样方式是逐渐接近小行星，在小行星表面精确控制减速到跟小行星同速，相当于“悬停”在小行星上空，然后通过发射重量为5克的钽质子弹击中小行星表面，爆炸溅起的尘埃状物质或碎片被隼鸟2号的取样机械臂收集到样本容器里，接下来换地方总共收集3次。

应该说日本这个采样方式是很有创新性的，“龙宫”小行星由坚硬的岩石组成，为了收集到小行星地下的物质，隼鸟2号采取了撞击的方式，这样可以把岩石底下的物质给撞出来，不过缺点就是只能收集到小颗粒粉尘和碎片，而且质量只有100毫克。

嫦娥5号由于月球的巨大引力，有地球的1/6，在采样前就必须精确地软着陆月球，不同于隼鸟2号的精确减速，嫦娥5号所需的反推和精确控制能力要远远大于隼鸟，才能克服月球的引力。

嫦娥采取了“表取”+“钻取”两种取样方式，利用机械臂对月球表面土壤进行铲、掘等方式，还能够利用打孔的方式获取月球内部的土壤或者岩石，取样的标本更为丰富，样本更多。不过就难度和创新性而言，这个环节还是日本的隼鸟难度要更大些。

隼鸟2号由于没有降落，同时由于采样的小行星质量过于小，引力影响微乎其微，所以只需稍微点火加力即可离开，不存在什么技术难度。

重点要说的是嫦娥5号，嫦娥5号由于要先克服月球的引力，所以需要在月球表面进行“无依托”起飞，对自身位置定位、推力大小、交汇轨道的时间和交汇点计算等都提出非常严苛的要求。

上升器飞升至月球轨道时还要和轨道器对接，把月壤样品转移给返回舱，然后在轨道器的助力下，借助引力弹弓返回地球，从而把返回舱送回地球。

隼鸟2号在接近地球大气层时把直径不到40CM的返回舱卸下，直接丢回大气层，由于体积和质量不大，所以直接用降落伞就顺利回收了，难度并不大。

嫦娥5号的返回舱质量远大于隼鸟2号返回舱，所以在返回时需要利用“桑格尔/钱学森”弹道进行“水漂弹道”减速，最后利用降落伞才能安全降落。

日本的航天领域实力不容小觑，在长征5号其运载火箭一直是亚洲领先。 不过日本依靠在美国这颗大树上，既受益同时也受到制约。

所以日本展开的大多是“小而精”、“低成本”、“创新性强”的深空探测任务，很多关键技术还是仰仗美国提供。

但我国不同， 我国历来走的都是“独立自主”的道路 ，在航空航天领域也是如此，既是逼出来的，也是自己创出来的。所以我国的航天技术都比较全面，从发动机到火箭上的一个小零件都是自主研制，综合实力要远远大于日本。

日本此次的隼鸟2号探测任务有亮点，有难度，但综合来说只是部分技术上的突破，正所谓 “一枝独秀不是春” ；

我国嫦娥5号的探测任务综合性和全面性比较强，更像是 “百花齐放春满园” 。

㈡ 隼鸟二号小行星取样，要比嫦娥五号的采集难吗

隼鸟二号小行星取样，要比嫦娥五号的采集要难，因为隼鸟二号的技术比不上嫦娥五号，以下具体分析。

2、行星取样和行星返航：行星取样日中差别不大，因为技术都很简单，都是用钻头凿碎样本再用采样机器的机械臂收集到采样机器的收集仓。还有一个难点是行星返航，同样是因为重力小，所以在返航动力上，中日没有区别。但是嫦娥六号的导航系统要比日本的强，日本需要人工导航，而中国是全程自动化精准化的自动导航，采样机器可以精准无误的返回地球。

㈢ 美国首个小行星取样返回器——为地球安全而出发

北京时间9月9日上午7:05，美国宇航局首个小行星取样返回器从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，开始了一段探寻太阳系早期历史的漫漫征程。

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㈣ 日本能去小行星采样，为何不能登陆月球核心技术十七年无法攻克

2020年12月6日， 我国的嫦娥五号上升器与轨返组合体完成了人类有史以来第一次月球轨道自动对接， 并且完成了月球土壤的封装和转移。而巧合的是，几乎与此同时，日本的隼鸟二号小行星探测器也把它采集到的小行星岩石样本，扔到了澳大利亚南部沙漠地区，并且成功回收。

虽然隼鸟二号的逗岁事迹在嫦娥五号的光辉下显得微不足道，不过之后网络上依旧出现了这样的声音。说日本的隼鸟二号采集小行星样本，比中国采集月壤要难得多。日本的探测器飞了52亿公里，并且在微重力状态下完成土壤采集，难度比登月大多了。那么问题来了，这个隼鸟2号究竟做了什么？ 登陆小行星是不是真的比登月更难呢？

采集小行星样本有什么意义?

小行星指的是太阳系中一些围绕太阳公转的小天体，直径一般不会超过百公里。因为尺寸有限，所以重力微弱，还不足以把自己变成近似球体的星球，所以样子看起来千奇百怪。 这些小行星大部分分布在内太阳系，处于地球和火星之间的小行星带上。

探索 这些小行星对人类 来说意义非凡， 因为有些小行星的形成时间和地球一样古老， 而且没有地质活动，所以小行星的结构和土壤，一直保持着形成之初的样子。所以把小行星样本带回地球研究，说不定 可以揭开地球形成初期的地质样貌的秘密。 而且，在学界的主流观点中，地球上的液态水，其实是小行星和流星带进地球大气的，如果说在探测小行星的过程中发现水，也能坐实地球水外来说。

所以， 探测小行星这件事，全世界各个国家都有兴趣， 我国也计划在2020年之后，展开小行星的相关 探索 。那么，作为世界上第一个把小行星土壤带回地球的日本，他们的航天技术到底处于什么样的水平呢？

命运多舛的隼鸟号

我们不妨先来看看日本为了探测小行星而做的种种努力。2003年5月9日， 日本发射了第一颗小行星探测器，隼鸟号。 从一开始，他们就想把小行星样本带回地球，目标是距离地球3亿公里外的丝川小行星。不过，这次任务只能用命运多舛来形容。

在 飞向丝川小行星的途中，隼鸟号就问题连连。 在发射入轨不到4个月的时候，就出现了离子推进器的故障。之后到了2005年，用来调整姿态的推进器，三个中只有一个还能正常工作。而到了12月，因为化学引擎燃料泄露，隼鸟号轨道偏离，结果和地面失去联系。直到7周之后，地面才接受到了它传回的微弱信号，而且每次只有短短的20秒。

好在地面工作人员确实给力，硬是靠这么短的操作时间，一步一步发送指令，把隼鸟号调整回了正常位置，才保证接下来的任务可以顺利进行。 到了2010年6月13日，隼鸟号终于带着样本返回， 焚毁在地球大气之中，而样本密封舱，则按照计划，成功着陆于澳大利亚的预设蚂指皮陆区。

可以说， 隼鸟号能完成任务把样本带回来，已经是个奇迹。 日本民众对这则消息大受鼓舞，隼鸟号也有了“不死鸟”的称号。日本还拍出了一部叫做《隼鸟号》的电影，演绎这次来之不易的胜利。不过，相比于民间的闷差狂欢，日本学界却被浇了一盆冷水。 因为隼鸟号带回来的小行星样本，实在是太少了。 据官方给出的数据，这次带回的岩石样本，大概有1500粒，听着挺唬人的。其实，这些样本的重量，是以毫克为单位的。

与其说是岩石，倒不如说是沙尘更为贴切。而这也在预料之内，因为隼鸟号采集样本，并不是降落在小行星上挖掘， 而是靠轻微撞击扬起沙尘，再把样本吸进来完成采集的。 到了这一步，是谁都不愿意善罢甘休，于是，隼鸟二号被提上了日程。

变强了的隼鸟二号

借着上次的经验教训，隼鸟二号在一号的基础上对不足点进行了改进升级。 它的离子发动机推力比原版高了25%， 其实就是多加了一台推进器，通讯部分也改成了双天线配置，好让它不会再出现信号中断的尴尬。除此之外，为了让隼鸟二号能采集到小行星更深处的古老岩石样本，它还携带了两个圆筒形冲击器，相当于炸药包， 靠爆破的方式炸出更古老的岩层。

为了更好地寻找平坦的采集地点，隼鸟二号用来定点着陆的标记球数量也从3个增加到了5个。不过， 改来改去，隼鸟号采集样本的方式，还是触碰式的。 而且整个采样过程的持续时间只有一秒左右，用蜻蜓点水形容再合适不过。这次的目标，是距离地球3.4亿公里的龙宫小行星。

结果，于2014年发射的隼鸟二号，终于在2020年12月6日，把装着样本的密封舱丢回了地球。整体来看，隼鸟二号比原版要成功许多。 不过，真正要看的话，它带回来多少岩石样本才是关键。 一开始，学者自己也没有多大信心，预计重量只有0.1克。

不过就目前公布的结果来看，隼鸟二号带回来的岩石样本中， 已经有了大小超过1.3厘米的硬质岩石，说明这次搞爆破采集的方式还是很有成效的。 因为三个样本密封舱只有两个被打开，所以到底带回来了多少，现在还是一个未知数。但比起它的前辈来说，隼鸟二号确实变强了。

那么，隼鸟二号的技术难度， 真的比登月要难吗？

日本攻克了十七年，依旧无法登上月球

其实要回答这个问题，只需要说一说， 为什么日本到现在都没有发射月球登陆器， 谜底就能解开了。

其实早在1991年，日本就成功发射了飞天号月球环绕探测器，成为了世界上第三个具备环月探测能力的国家。之后，日本又在嫦娥一号之前， 再次发射了一颗绕月卫星，月亮女神号。 但在这之后，日本的探月工程却匆匆宣布终止。日本何尝不想象中国一样，通过一点一点的进步，最后完成月壤采样的目标。按照日本的“月球-A计划”，他们应该在1995年就能发射月球登陆器， 可是到了2007年，登月器在历时17年的研发后仍然没有成功。 最终，日本文部科学省宇宙开发委员会才同意了终止项目的报告。可见，日本其实到现在都没有掌握软着陆月球的技术。

日本登月遇到的 第一个技术难关是动力系统。

日本发射的隼鸟二号，质量只有0.6吨，而嫦娥五号的重量是8.25吨。如此大的重量悬殊，让嫦娥五号的推进器可以完成月球软着陆，并且返回月球轨道的能力。而 隼鸟二号的推进器，只够让它可以靠近微重力的小行星，如果目标是月球，只会被摔个稀巴烂。 当然，也许会有人说，隼鸟号的体积重量小，是为了接近小行星刻意设置的。这一点我们只要看看日本的火箭就能知晓答案。

日本用来发射隼鸟二号的火箭，是自行研发的M5运载火箭，属于小型卫星才会使用的固体燃料火箭。而运载能力更强的H系列和J系列运载火箭，也只能把一吨重的卫星送上地球轨道。 和我国的长征五号遥五运载火箭相比，一个是大炮一个是鸟枪。 日本到现在，都没有发射月球登陆舱的火箭系统。

其二是返回大气层的技术难关

隼鸟二号带回来的岩石样本虽然比前辈多，但重量依旧有限。 除了接触式采集法限制了样本数量之外，返回大气层的方式也限制了样品仓的大小。 隼鸟二号的返回方式是最传统的弹道式再入返回，说白了就是从地球轨道上减速进入大气层，像一颗抛出去的足球。为了抵抗空气摩擦产生的3000度高热，返回舱不得不装载更多的防热烧蚀材料。而且，为了实现减速，还设计了一个抛掉返回舱外壳的流程设计，进而减少减速伞的过载压力。这些都压缩了样本仓的重量。

而嫦娥五号的返回方式叫做“高速半弹道跳跃式再入返回弹道”。 通俗来说就是利用打水漂的原理，在地球大气层中完成一次跳跃，进而降低速度。这种返回方式在全世界处于领先地位， 并且尽可能得降低了防热材料的使用比例，扩大了返回舱的舱内空间。结果，嫦娥五号带回来的月岩样本，是当年前苏联三次采样量的6倍有余，达到了2公斤。而日本想要突破这一技术，还要花大把的时间去总结经验。

其三，是登陆和对接技术

我国的 嫦娥五号在降落时采用的是自主控制， 整个动力下降航程有数百公里，在此过程中，地面没有任何干预，完全是自主选择的着陆区。而隼鸟二号的着陆探测方式，简单地让人发指。它居然 需要先向小行星扔几个带有摄像头的标记球，之后由地面人员根据拍摄到的画面，确定平坦的着陆点。 当然，选择如此尴尬的方式也情有可原，毕竟隼鸟二号没办法停在小行星上，采到的样本好不好全看落点位置。

也是这个标记球， 拍摄了有史以来第一张微观层面的小行星结构。 不过，这玩意儿你再怎么吹，都生不出花来。况且还是人家德国造出来的。

而反观中国的嫦娥五号所创造的记录，已经领先世界太多了。首先， 探测器深空轨道自动交会，以及在轨样本转移封装技术，都是我国独有的。 再加上月面上升的技术难题已经被我们攻克。嫦娥五号的这套技术，完全可以移植到未来的火星探测计划中。而隼鸟二号和行星软着陆技术八竿子打不着，想在未来追赶中国，对日本来说可不容易。

说句很不客气的话， 日本地方太小，想要有覆盖全球的卫星监控站，都要仰仗NASA的帮助， 在以后必然会受制于人。而我国已经已经建成布局全球的深空测控网，我们想发射什么，就能发射什么。单凭这一点，日本的航天业想要超过中国，都是一个国际笑话。

㈤ 日本能去小行星采样，为何不能登陆月球核心技术十七年无法攻克

近日，嫦娥五号上升器与轨返组合体完成了人类有史以来第一次月球轨道自动交会对接壮举，并在随后半小时内实现了月壤样品容器的在轨转移与封装。巧合的是，就在嫦娥五号两器对接前两个多小时日本隼鸟二号小行星探测器返回舱也成功着陆于澳大利亚南部沙漠地区。

两个航天大事件发生在同一天是近年来少有的盛况，与以往不同隼鸟二号的成功返回并没有在我们这里掀起多大波澜，不过仍然有小部分群体坚守着过去的思想钢印。 比如这种论调：日本 科技 实力不是吹的，本次探测器飞行了52亿公里！准确找到并登陆小行星，比登月更难……

这种基于幻想与人为加工的论调曾长期大行其道，然而随着大众综合科学素养的提升，类似言论已经很难有多大市场。

且不论这个52亿公里数据的准确与否，要知道在宇宙空间中计算里程唯一的价值就是刺激观感， 真正有指标性意义的数据不是探测器飞行里程，而是距离 。

那么登陆小行星是否比登月更难呢？

日本小行星探测计划始于本世纪初2003年发射的隼鸟号，该探测器目的地是距离地球约0.7亿公里的丝川小行星，旨在采集小行星样本返回地球。

隼鸟号发射入轨不到4个月就出现离子推进系统故障，在接近丝川小行星时又出现姿控发动机故障，在尝试触碰小行星的过程中又出现燃料泄漏问题，在返回地球过程中由于前述问题的存在也是几经曲折，好在地面测控团队给力返回舱最终成功着陆于澳大利亚预设着陆区。

令人遗憾的是打开返回舱后科学家仅用显微镜观测到一些物质微粒，因为样本量过少，已经不能用克来计算，而只能用更小的重量单位“毫克”。不过， 隼鸟号遭遇的一系列挫折也为隼鸟二号的成功奠定了基础 。

隼鸟二号基本继承了隼鸟号平台，等于是后者的强化版，具体而言就是哪里不足补哪里：

隼鸟号在轨期间曾多次遭遇通信中断问题，为此隼鸟二号采用双天线配置，一部是X频段一部是ka频段，冗余备份能力更强，同时也能让收发数据更高效。

吸取隼鸟号多次失联教训，隼鸟二号的恒星敏感器也由一台增加至两台，进一步增强空间位置信息感知能力。

用于定点着陆服务水平位置测量的标记球数量也由3个增加至5个。

隼鸟二号的采样探测目标是距离地球约3.4亿公里的龙宫小行星，一看到这个数据有些人可能会不太淡定，不用急着惊讶，要知道我国天问一号即将登陆的火星，那里距离地球最远也有4亿公里。

隼鸟二号动力系统采用增强推力的4台离子推力器，以及12台使用化学燃料的姿控发动机，具有较强的冗余配置，一台离子推力器失效或者个别姿控发动机失效也能保证任务的持续推进。

日本小行星探测的一个特色就是旨在采集小行星深部样本，为此隼鸟二号携带了一枚金属弹丸槐知，这是一种利用爆轰效应加速弹丸撞击小行星的装置。

隼鸟二号总计实施了两次采集任务，第一次是采集小行星表面物质，第二次则瞄准金属弹丸撞击坑采集深部物质。

用于样本采集的是一种“杆-触”式采集器，当它接触小行星表面时会发射一枚钽质弹丸，进而搅动小行星表面物质，这些物质会进入采样杆顶部的采集容器中。整个采样过程只持续一秒左右时间，类似于蜻蜓点水，采样杆接触小行星表面，紧接着姿控发动机就会点火将隼鸟二族饥号推离龙宫小行星。

话说小行星表面崎岖不平，隼鸟二号是如何控制下降弹道的呢？首先它会用光学设备成像，再将图像信息回传地球，尔后地面团队遴选出着陆点，再之后隼鸟二号朝着陆点发射标记球，待标记球抵达小行星表面后，隼鸟二号基于标记球信号实施着陆行动。

隼鸟二号任务前后历时6年时间，返回舱也成功抵御第二宇宙速度再入地球大气产生的3000摄氏度高温烧蚀，并完成回收。整体来看要比隼鸟号成功得多，当然最终获取了多少样本还得看最后的开舱结果。

在了解隼鸟二号任务的基础上，我们再来看看小行星探测与登月任务相比究竟谁更难？更直白点说， 隼鸟二号对比嫦娥兆明返五号谁的难度更大？要分析这个问题，首先要回答日本为什么中止了月球探测。

日本其实早在1991年就成功部署了一颗名为飞天号的月球环绕探测器，成为全球第三个具备环月探测能力的国家，后来又先于嫦娥一号发射月亮女神环月卫星。当时日本非常豪迈地宣布这是继阿波罗登月之后最大规模的月球探测计划，然而话音还没落太久局面就发生了逆转。

令人诧异的是，自月亮女神之后日本就再没有实施过任何一次月球探测任务，这是为什么呢？

日本又何尝不想象我们嫦娥探月工程那样一次又一次地成功登月，他们也有旨在实施登月行动的“月球-A计划”， 期望1995年就能发射月球登陆器，结果到了2007年登月器在历时十七年研制后仍然没有成功 。

原因是 诸多技术难关无法攻克，逼得日本宇宙航空研究开发机构自己提出报告要求计划终止 ，最终日本文部科学省宇宙开发委员会同意了这个报告。

月球软着陆任务存在多个技术难点，首先是动力难关，比如隼鸟二号的动力系统可以触碰引力微弱的小行星，但无论如何也登陆不了月球。

登陆月球需要具有大范围推力调节能力的变推力发动机 ，助力嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号连续三次100%成功登月的是我国航天 科技 六院自主研制的7500N变推力发动机，其推力变比为6.87比1，能在1200N至7500N之间进行推力调节，研制期间累计进行517次点火试车，累计试车时间66200秒，前后历时十年锻造成功，仅此一项就是日本难以逾越的难关。

隼鸟二号与嫦娥五号相比本就不是一个量级，前者发射质量仅有0.6吨，后者则是8.25吨，悬殊相差13倍有余，诚然二者探测目标不同，而单纯就技术复杂度而言同样悬殊。

隼鸟二号具备的能力嫦娥五号大部分都具备，隼鸟二号不具备的能力嫦娥五号照样具备。 例如，隼鸟二号返回舱再入地球时需要抵御三千摄氏度高温烧蚀，嫦娥五号返回舱再入返回地球时也要承受相同量级的热流烧蚀。

再入返回弹道隼鸟二号是中规中矩的弹道式再入返回，防热烧蚀材料重量比例明显更大，如此一来就导致减速伞需要承受更高的过载，为此他们不得不加入一个抛掉返回舱外壳的流程设计，进而降低减速伞的过载压力。

反观嫦娥五号则应用了居于世界领先水平的“ 高速半弹道跳跃式再入返回弹道 ”，返回舱第一次再入大气承受一段3000摄氏度高温烧蚀，当抵达60公里左右高度时利用弓形激波原理再度反弹回宇宙空间，尔后二次再入，此时返回舱经历的热流烧蚀环境要弱的多，与神舟飞船无异。

如此设计的好处是可以尽可能降低防热材料使用比例，增大返回舱内部空间，用于采样返回时可以多装货，嫦娥五号一次任务的月壤采集量就是苏联三次采样总量的6倍有余，此技术用于载人月球任务时可以容纳更多的航天员，同时更大的内部空间可以改善航天员在轨生活保障水平。

再入过程中嫦娥五号还应用了 全球独创的基于自适应预测制导技术的导航装置 ，极大程度提升了落点命中精度。例如，应用同款技术的我国新一代载人飞船试验船返回舱就实现了10.8环的高精度落点成绩。

嫦娥五号执行登月任务时的自主控制难度更高，整个动力下降航程有数百公里，应用了惯性导航测量单元、激光测距测速敏感器、微波测距测速敏感器、光学成像避障敏感器、激光三维成像敏感器等一系列居于世界领先水平的测量敏感器， 全程自主无任何地面干预，自主选择着陆区，自主确定着陆点。

与之相比隼鸟二号的技术复杂度显然更低，它需要将成像信息回传地球，并由地面人员确定着陆点。

隼鸟二号虽然有多次分离操作但并不触及最高难度的深空轨道自动交会对接技术，而目前放眼全球只有嫦娥五号具备这一能力。

嫦娥五号应用的百公里级自主交会微波雷达，不仅能发挥导引作用，而且具备两器双向通信功能，可以在深空对接任务中全程使用直至两器接近至最后末端距离。在交会对接的末段还有导引精度更高的新一代激光交会对接雷达，多项世界领先技术的应用，是保障嫦娥五号顺利完成人类首次深空轨道自动交会对接任务的基石。

基于深空轨道自动交会对接装置的 在轨样品转移封装技术更是我国独家拥有 ，这两项技术可以直接移植到下一次火星采样返回任务，而这又将是一个史诗级的人类首次。

仅次于深空轨道自动交会对接的 月面上升同样是世界级工程难题 ，嫦娥五号也一并掌握，这是一种脱离地外星球引力的发射技术，而小行星微弱的引力环境无法与之相提并论。

地外星球火箭发射要克服陌生空间环境、测控条件差、发射场保障条件差等一系列难题，要求发射载具有高度的自主信息获取与控制能力， 历史 上曾经具备这一能力的国家有两个，而现在放眼全球却只有我们一家。

发展航天测控先行，没有强大的测控能力犹如海上舰队没有补给舰是走不远的，尤其是深空航天任务由于距离遥远加上地球自转因素需要全球布站才能实现，日本限于狭长的国土本身就是先天劣势，隼鸟二号任务除本土两座测控站外，协调了NASA、欧空局在内的多个站点。

反观 我国依托嫦娥探月工程的实施已经建成布局全球的深空测控网 ，喀什、佳木斯、萨帕拉构成了覆盖全球90%测控弧段的深空测控网，与此同时我们又在非洲、中亚等地部署有相关测控站点，共同构成了更为绵密的测控网络。

目前我国深空测控网已经具备触达太阳系边际空间的测控能力，例如佳木斯站66米口径天线，就曾先后于2015年、2016年、2017年多次截获飞掠冥王星的新地平线号以及坠入土星的卡西尼号回传信号，放眼全球独立拥有这一能力的玩家除了大洋彼岸就是我们，而这同样是日本难以企及的高度。

最后再提一下隼鸟二号看似很高大上的离子推进系统，其单台最大推力仅29.66毫牛，而我国实践-20号卫星应用的LIPS-300离子推力器单台推力则是它将近7倍。

嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥五号T1、嫦娥四号五次任务全部成功，为什么我们可以五战五捷？发展航天归根结底要有 强大的工程能力。

嫦娥探月工程的选择是“ 向技术高地发起正面攻坚 ”，而不是东一榔头西一棒子，这才有了环月飞行、地月直接转移、月面软着陆、月球背面复杂地形软着陆、高速半弹道跳跃式再入返回、月面上升、月球轨道自动交会对接与样品转移等一系列工程技术的突破。

与嫦娥探月工程齐名的载人航天工程同样如此，基于系列神舟飞船与天宫系列空间实验室、天舟货运飞船任务的完胜战绩，我们掌握了载人航天、多人多天、空间手动与自动交会对接、载人中期驻留、燃料在轨补加等一系列工程技术，具备建造大型空间站的技术实力与装备条件，这又是一个日本航天难以企及的战略项目。

你若盛开，蝴蝶自来，目前已经有越来越多的航天实体登门寻求合作机会。 有了工程实力就等于手中有了生力军，意味着我们想做什么任务就可以具备什么样的能力。

多年前在NASA测控网支持下印度曼加里安号火星卫星的发射让不少人心里不如意，然而当我们具备全套工程技术之后是什么样的局面？

天问一号作为人类有史以来向火星发射入轨的最大吨位探测器，一次发射就能实现对火星的“绕、落、巡”探测， 不仅在工程能力与技术性能上形成对曼加里安号的双重碾压，更是一步跨过NASA半世纪探火历程，这是何等的发展加速度？

下一次火星任务的实施我们将立力争实现人类首次火星采样返回，某些航天项目的一时空白，不代表我们没有能力去做，而是要抓住主要矛盾不断向纵深突破。

以天问一号火星探测器为开端，我国已经启动深空探测重大专项，航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰披露，到2024年左右我们将发射小行星探测器。

这将是一次为期十年的太空流浪之旅，该探测器首先对编号为2016HO3的小行星进行环绕与着陆采样探测，尔后返回地球分离携带小行星样品容器的返回舱，之后探测器主体将先后借力地球、火星进行引力加速，飞向位于火星与木星之间的小行星带，并在那里对主带彗星133P进行环绕探测。

2016HO3将是人类探测器造访的最小质量小行星，在小行星探测任务中质量越小难度越大，实施着陆采样的难度就更大，主带彗星的环绕探测同样是人类首次。

目前小行星探测器已经对外发布搭载机遇公告，在完成主体任务的同时留有0.2吨的余量用于合作搭载，仅合作机遇搭载的重量就接近隼鸟二号整个探测器的三分之一，那么这个探测器的整体规模将有多大是可以想象的。

与此同时我们仍将在月球探测与开发领域持续向纵深突破， 在发射小行星探测器的同一时期还有针对月球南极地区进行陆空联合探测的嫦娥七号探测器 ，这又将是人类月球探测的新里程碑。

我们只用思考一个问题，放眼全球同步大规模实施载人航天、月球探测、火星探测等一系列重大航天工程的国家有几个？

看看这张十五年前的旧报纸截图，会认识的更透彻：

截图右侧里的那些玩家，曾经哪一个不是信心满满，哪一个不是雄心勃勃，最终他们在面对难题难关时有的选择逃避，有的半途而废，有的受限于各种力量的掣肘而不得不走走又停停，唯一向探月难题难关发起正面攻坚且持续至今的只有中国航天。

一次又一次的生动实践告诉我们这才是不忘初心，这才是可持续发展！

㈥ 人类探测器完成对小行星“贝努”的采样，将带回太阳系早期信息

人类 社会 的发展和进步都源于不断的 探索 ，随着人类对于自然和宇宙的认识越深入，就会更加的推动人类生产力的发展。就能源资源而言，从木柴、水力，到煤炭、石油、天然气，乃至到核能的利用，都是基于人类基础科学的 探索 ，可以说每一次技术革命的进步，都是因为人类的 探索 又向前迈进了一步。也正是如此，所以人类也在努力地 探索 宇宙，从原始人类的仰望星空，到我国明代的万户飞天，到现在的空间站建设，都是 探索 精神的体现。

可以预州隐掘见，人类 探索 宇宙的步伐绝对不会停止，因为只有不断 探索 ，不断了解宇宙的奥秘，人类才能不断进步。为此，世界各国都有自己的宇宙 探索 计划，在这一方面美国的NASA显然是当之无愧的执牛耳者，为了进行科学研究，美国发射了大量的探测器，去 探索 月球、太阳、金星、火星、木星、土星、冥王星以及小行星，从而获取了大量的研究资料，打下了科学研究的基础。

今天，我们要介绍的探测器是美国宇航局发射的OSIRIS-REX航天器，这个航天器发射于2016年9月8日，其目的是去探测小行星“贝努”，并在小行星贝努上登陆，抓取小行星表面的岩土，然后带着采样品返回地球，给科学研究提供样本。这是一项历时数年的科学探测计划，OSIRIS-REX航天器从2016年9月发射，到了2018年12月才抵达小行星贝努的附近，然后伴随小行星飞行了一年多的时间，到了2020年才逐步接近小行星贝努。

就在几天前，OSIRIS-REX航天器完成了其使命任务中的重要环节，那就是进行表面采样。在2020年10月20日，OSIRIS-REX航天器点燃了推进器，将自己推离了环绕贝努的轨道，然后逐渐靠近小行星贝努。在十分靠近贝努小行星时，探测器伸出了3.35米长的取样臂，并利用采样头收集了贝努表面的松散岩土，此次采样过程被形容为“即触即走”式采样。OSIRIS-REX航天器将会带着采集到的的样本返回地球，预计将会在三年后的2023年返回。

NASA为什么要大费周章，历时8年多的时间，去往如此遥远的地方，采集一个小行携则星的样本呢？这一切都源于对于宇宙起源的 探索 ，人类 探索 宇宙有两个核心命题，一个是“我们是怎么来的？”，另一个是“我们将会到哪里去？”，也就是关于过去和未来的思考。现在科学家普遍认为宇宙起源于一次距今大约138亿年前的大爆炸，然后不断的演化，在大约46亿年前形成了太阳以及众多行星组成的太阳系，然后46亿年后就是我们现在看到的太阳系。

地球的年龄大约有46亿年，在46亿年时间中，地球不断的在演化，所以我们很难得到地球刚形成时的相关信息。那么，在太阳系内有没有保留着太阳系刚形成时期的相关信息呢？我们发现，太阳系中的一些小行星，由于个头很小，其组成的物质，在46亿年的时间内，几乎没有什么变化，也就是相当于保留着太阳系形成初期的物质信息。但是，小行星带位于火星和木星的轨道之间，距离地区十分遥远，不过，好在有些小行星会脱离小行星带，飞行到距离地球较近的轨道，在1999年就有这样一颗小行星进入了人类的视野。

小行星“贝努”就是在1999年9月11日被发现的，册核贝努的直径大约为500米，是一个由于重力作用而聚集在一起的松散岩土球，贝努大约每1.2年绕太阳公转一周，每6年时间就会接近地球一次，是一个对地球有一定潜在威胁的小行星。科学家预测，在2135年贝努将会穿过地球和月球之间，在22世纪末，小行星贝努将会近距离接近地球，与地球相撞的几率大约为2500分之一，不过由于贝努十分松散，在靠近地球的过程中很有可能会被地球引力拉扯而解体。正是因为找到了这颗十分靠近地球的小行星“贝努”，所以NASA在2011年提出了 探索 计划，并在2016年发射了OSIRIS-REX航天器，让我们继续等待探测器携带的样本返回地球。

㈦ 日本“隼鸟2号”成功将小行星样品带回地球

12月6日，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宣布，日本小行星探测器“隼鸟2号”投下的一个装有小行星“龙宫”上尘土样本的返回雀世舱，已经成功在地球着陆。

“隼鸟2号”情况简介

“隼鸟2号”小行星探测器是日本发射的“隼鸟”的后继探测器，于2014年12月由H-2A运载火箭搭载从种子岛宇宙中心发射升空，其任务是探测小行星“龙宫”。

2018年6月，“隼鸟2号”抵达“龙宫”预定轨道。2019年2月，首次在“龙宫”着陆，收集地表样本并发现了水合矿物质。2019年4月，向“龙宫”表面发射一枚金属弹，制造一个大约直径10米的撞击坑。2019年7月，第二次成功着陆并收集了之前撞击中暴露出来的深层尘土样本。2019年11月，进行轨道调整，启程返航。2020年12月4日，在距离地球22万千米的地方释放了装有小行星采样的返回舱。2020年12月6日，返回舱成功在澳洲着陆。在释放返回舱后不久，“隼鸟2号”点火转向离开地球再次返回深空执行延长任务，计划将在2026年和2031年访问另外两颗小行星。

小行星被称为“太阳系的化石”，其地表深层很可能仍然保留着46亿年前太阳系诞生时的痕迹，探测小行星并分析其样本有助于破解太阳系如何形成、地球上的生命如何诞生等谜团。

全球天体采样概况

地外天体的采样返回技术，已成为空间探测的一大热门，竞争日趋激烈。

月球采样返回活动最热门。美国先后通过发射“阿波罗”11号、12号、14号、15号、16号、17号载人飞船，对月球进行了有人月球采样返回，共带回月岩样品380千克，为月球研究提供了直接的依据。前苏联曾先后发射“月球16号”、“月球20号”和“月球24号”，完成了三次月球无人采样返回任务，总共带回326克月球地质样品。我国于今年11月24日发射了“嫦娥五号”月球探测器，它将在升空23天后把大约2千克月球样品返回到地球。

小行星采样返回活动日益受到重视。日本通过“隼鸟”和“隼鸟2号”成功完成了对“系川”和“龙宫”两颗小行星的采样。美国于2016年9月发射其首个小行星采样返回探测器“奥西里斯-雷克斯”，并于2020年10月采集了60克 2千克的“贝努”小行星表面风化层样品，计划于2023年9月将采样返回舱送回地球。

彗星采样返回技术独具特色。彗星采样主要是对彗尾的尘埃及气体样本进行采集，不需要落在星体表面。美国于1999年发射了“星尘号”彗星探测器。2004年1月，“星尘号”与怀尔德2号彗星交会，“星尘号”伸出类似网球拍的“气凝胶尘埃收集器”来收集彗星的尘埃微粒，然后折叠收入返回舱，贮存于容器中。2006年，装有采样的返回舱成功返回地球。

太阳采样返回活动尚不完美。“阿波罗”飞磨手船首次采集到了太阳样本，但由于技术限制，样本杂质较多。2001年，美国“起源号”太阳探测器采集了约10 20微克太阳风粒子，但着陆地球时出现失误，只收回了部分太阳离子。

火星成为下一个探测目标。至今，人类对火星的探测只实现了“绕、着、巡”，还没有实现采样返回，主要原因是火星距离遥远、环境特殊和引力较大等。美国、日本、俄罗斯等一些国家已计划在2030年左右对火星进行采样返回探测，我国也拟于2028年实施火星采样返回任务。

分析研判

日本在小行星探测取样返回领域领跑全世界。在“隼鸟2号”成功返回地球后，日本成为世界上第一个成功完成两次小行星取样返回的国家。在取样深度方面，日本实现了对小行星地表和地表以下两个不同深度的取样；在空间技术方面，日本通过该项目在卫星通信、自动控制、图像处理、高精度传感器、耐热密封舱等领域展现了世界一流的技术水平；在项目经济性方面，NASA的“奥西里斯-雷克斯”项目总费用约为10亿美元，“隼鸟2号”的项目费用不及其三分之一，仍取得了世界瞩目的成果，展现了优越的经济性。

我国在地外天体取样返回领域处于国际领先地位，目前正在实施月面无人采样，我国也可以考虑切入小行星探测取样领域。通过“嫦娥五号”，我国将积累地外天体无人采样的宝贵经验，在此基础上，我国也可以考虑开展小行星探测及取样返回等项目以支持相关前沿领域的科学研究，一是相关技术路线相对实施成本较低，二是也可以进一步积累相关天体探测的技术经验，继续巩固和加强我国在空间探测顷游肢中的优势地位。

在空间探测活动中，我国应考虑加强国际合作交流，打造外空命运共同体。日本“隼鸟2号”项目是典型的国际合作项目，项目团队由日本和美国共同组成，德国和法国合作提供了小行星表面侦察器，澳大利亚在返回舱着陆过程中提供了观测支持。当今世界，通过国际合作开展空间探测已逐渐成为主流。我国在空间探测领域正稳步推进，成就显着，在自主发展关键技术的同时，应考虑加强国际合作交流，一方面可以实现相关领域的优势互补，建立外空领域的沟通和合作机制，打造外空命运共同体；另一方面，上世纪70年代，美国国家安全顾问布热津斯基访华时曾向中国赠送了一克月球土壤，成为当时中美关系改善的标志之一，我国可以此为参照，将我国在空间探测的优势作为一种外交手段，合理运用，扩大我国的国际影响力。