日本“隼鸟2号”成功将小行星样品带回地球

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日本“隼鸟2号”成功将小行星样品带回地球

风履

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，成就显著，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。