日本隼鸟2号比嫦娥五号技术更先进?错也

12月17日凌晨1点59分,嫦娥五号返回舱携带2千克月岩/月壤样本顺利在内蒙古四子王旗预定日本降落场着陆并完成回收,为嫦娥五号本次探月计划画上了圆满的句号。

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而就在不久前的12月6日,日本的隼鸟2号返回舱也携带大约1克的小行星龙宫样本返回地球,在澳大利亚由澳大利亚协助回收。

这两个巧合的太空活动,都是外出地球,取得样本返回。很多人觉得日本隼鸟2号目标小行星龙宫离地球3亿公里,而嫦娥五号去的月球离地球才38万公里,应该是日本的技术更先进,这个理解就片面了。

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嫦娥五号任务实现了我国首次月面采样与封装、月面起飞、月球轨道无人交会对接、携带样品半弹道跳跃式再入(俗称打水漂)返回等多项重大突破,其成功实施标志着我国探月工程"绕、落、回"三步走规划如期完成。

显然,从整体上看我国嫦娥五号任务复杂度、难度要比日本隼鸟2号任务大很多,嫦娥五号任务涉及的技术整体上要比日本隼鸟2号更复杂、更先进。当然日本隼鸟2号任务也有其独特优势,下面咱们就来看看详细对比情况。

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嫦娥五号的领先技术

1、二个任务最大难度差别在于,月球重力是地球的六分之一,而日本隼鸟2号取样的小卫星龙宫直径大约900米,就是一大块岩石,其万有引力影响几乎可忽略不计。所以嫦娥五号的软着陆、月面上升难度都要大得多。而日本隼鸟2号在龙宫取样时则几乎没有需要克服引力的难度。

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2、嫦娥五号在月球软着陆、月球上升、绕月轨道的自动对接都是高难度,日本隼鸟2号任务不存在这几个难度。

3、嫦娥五号月球取样,是以2米深度钻孔取样、挖掘机表取二种方式分别单独取样共计2千克。

日本的隼鸟2号也是二种取样方式,主要是在龙宫小行星上引爆一颗小炸弹,然后收集爆炸时弹出的行星碎片及尘埃或可能的气体。

二者难度差别很大。嫦娥五号本次完成取样2千克,隼鸟2号取样最多约1克。明显是嫦娥五号难度大很多。

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4、返回地球方式。嫦娥五号返回器比隼鸟2号大得多,采用俗称"打水漂"的半弹道跳跃方式再入返回,难度很大。嫦娥五号采用的办法是"两次进入",先以一个设计好的角度斜着插入大气层,由于下方的大气越来越稠密,它会像水面一样在飞船底部形成升力和阻力,升力让飞船弹出大气层飞行一段再重新落回大气层。经过一次弹跳,飞船的速度大幅下降,再进入大气层时速度、过载、温度等都可实现大幅度降低。

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隼鸟2号探测器在地球上空几百公里掠过,在释放样品返回舱后继续执行深空延长任务,可能在2026年、2031年访问另外两颗小行星。隼鸟2号的返回舱就是个小不点,直径不到40厘米。再入地球大气层的过程中采用"硬着陆"方式,在大约3000摄氏度的高温中,1分钟内从接近11.6公里每秒的第二宇宙速度降到3公里每秒。

5、发射。嫦娥五号是个复杂的组合体,嫦娥五号探测器由四部分组成,从上到下依次是上升器、着陆器、返回器和轨道器,有点像糖葫芦串在一起,总重量达8吨多。而隼鸟2号重量仅600多公斤,要小的多。发射难度嫦娥五号要大很多,所以中国才要使用新研发的长征五号(胖五)发射。

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6、嫦娥五号在月面还有很多探测活动,特别是展示了红旗,这也是有科技含量的。隼鸟2号则根本没有更多复杂的操作任务,任务就是拍照和取样。

7、整体任务复杂度。嫦娥五号任务共计11个阶段、23天,是我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务之一。

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隼鸟2号任务涉及的深空测控技术很强大

日本隼鸟2号任务属于深空探测,需要对探测器进行精准的定位与跟踪。日本隼鸟2号因为距离远、任务周期很长(6年左右),所以其深空测控难度应该更大。从飞行距离来看,隼鸟2号的目的地是一颗距离地球约三亿公里的小行星龙宫,而嫦娥五号的目标月球距地球大概38万公里。距离远,则信号传输衰退大,信号延迟也更大。

从测控难度上说,隼鸟2号最大困难在于围绕小行星进行复杂运动,这需要对姿态控制和位置定位有非常深的掌控。

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不过日本并没有这样独立的高测控能力,日本是借助美国NASA的深空测控网络进行的。美国NASA的深空测控技术当然是领先的,美国的深空测控站点很多,遍布全球各地。

我国的超远深空测控技术也在发展中,目前离地球超过1亿公里、接近火星的天问一号正在验证我们的深空测控技术,一直顺利有效,相信我们的经验积累也会越来越多。


动力系统及其它技术各有所长

隼鸟2号动力系统也很先进,其上安装的推进器数量也有16个,包括12个化学推进器和4个离子推进器。这四个离子推进器可长期持续稳定运行,同时喷发时每秒产生的最大推力37毫牛。12个化学推进器推力更大,但其能源早已消耗一空。如今隼鸟2号主要靠3个离子推进器产生动力,可给隼鸟2号带来28毫牛推力,所以现在隼鸟2号操作的反应是相当迟缓的。

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从总体上看,嫦娥五号发动机类型、动力都要比隼鸟2号多得多、强的多。嫦娥五号共安装有77台各种型号、大小的发动机,7500牛、3000牛、150牛、25牛等各型发动机分工合作,确保了嫦娥五号任务顺利完成。特别是7500牛变推力发动机全球领先,是嫦娥五号在月球降落及软着陆的第一功臣。在以7500牛全推力状态工作时,追求性能最优;在变推力工作时,要确保任意推力精确可调。

另外,隼鸟2号上采用的其它先进技术也相当多,比如相机、电池以及返回舱材料等,都可以说是当今的先进航天技术。这都没有疑问,日本在CCD、电池、材料技术等方面本就是世界顶级水平。日本隼鸟2号在技术、部件上有一部分是美欧提供的,而中国嫦娥五号则是完全的独立自主。

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页面更新:2024-06-10

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