中国嫦娥五号绝杀日本探测器,2020全球

年12月6日凌晨3点,隼鸟二号回收舱降落在澳大利亚南部沙漠地带,JAXA的工作人员在澳空军的协助下成功回收了着陆器,而隼鸟二号探测器则在地球附近释放回收舱后,已经利用剩余燃料转向探测小行星KY26,预计将于年抵达!JAXA工程师取回探测器返回舱再过几天嫦娥五号的月壤样品也将返回地球,12月全球瞩目的航天任务,一个是来自数亿千米外的龙宫小行星,还有则是38万千米外的月球,到底哪个任务更难一些?隼鸟二号的任务简介隼鸟二号的前身是隼鸟号,但两者无任务关联性,隼鸟号采样的是丝川小行星,隼鸟二号的目的地是Ryugu龙宫小行星,它是一颗阿波罗型小行星,远日点1.AU,比较靠近火星轨道,近日点0.AU,它的轨道和地球轨道是交叉的,不过它的轨道倾角是5.88度,所以它不会和地球相撞!龙宫小行星和探测器的靠近轨迹隼鸟二号的目标是抵达龙宫小行星,对其观测与研究,测绘其地形,并选定比较平坦的地点采样,再在等待返回的时间里对小行星继续展开科研项目,最后飞离小行星返回地球,整个任务历时月6年。任务难点:测控、引力弹弓转向小行星轨道,伴飞小行星和着陆,采样和第二宇宙速度返回地球。嫦娥五号任务简介嫦娥五号是中国嫦娥计划绕落回中的终极任务,采样返回,目的地是38万千米外的月球风暴洋北部吕姆克火山附近的月岩,包括月表土壤和月面2米深度下的月岩,嫦娥五号的前身三号和四号分别已经在虹湾和月球南极艾肯特盆地。采样成功后飞离月面,与轨道器对接,转移月壤样品后返回地球,整个任务历时月23天。任务难点:测控、月面着陆、钻孔采样、月面起飞,月球轨道对接和转移样品,第二宇宙速度返回地球。嫦娥五号与隼鸟二号,两者谁更难一些?就任务性质而言,两者都是采样返回,但一个是远在数亿千米外的小行星采样,一个在月球上采样,看起来似乎是日本的隼鸟二号更胜一筹,但事实上各有千秋,而且从整体技术水准而言,嫦娥五号碾压隼鸟二号!1、运载火箭技术哪家强?尽管这个任务听上去数亿千米很吓人,但隼鸟二号而质量只有千克,因此隼鸟二号的火箭是H-IIA型运载火箭也无需太大运载能力,H-IIA的近地轨道大约是15吨,和长征七号的水平差不多!嫦娥五号的总质量约为8.2吨,长征五号的近地轨道运载能力为25吨,完胜隼鸟二号,H-IIA为氢氧机,长征五号助推器为液氧煤油,芯级也为氢氧机,当然H-IIA作为年首发的火箭,而长征五号则是年首发,有点胜之不武哈!2、探测器测控难度相比谁更难?隼鸟二号和嫦娥五号都需要全球测控网,所以两者难度起点是一样的,当然深空大延迟微弱信号,月球的难度还是无法隼鸟二号相比,毕竟距离摆在那里,但JAXA(日本宇航局)可以使用NASA的全球测控网,而我国只能使用自己的测控网,尽管有欧空局提供测控帮助,但即使没有我国仍然能独自搞定!NASA的深空测控网另一个难度则是深空探测器定位,日本的隼鸟二号不知道用了哪里的甚长基线定位系统,如果没有用NASA,那么他们用的自己的跨度大约千米的干涉系统。日本口径千米的VERA这个干涉阵列的口径不算小,但局限于日本的国土面积,即使用石垣岛和小笠原仍然稍显不足。中国的深空测控定位系统包括5台大型射电望远镜:年建成的上海佘山25m射电望远镜、年建成的乌鲁木齐25m射电望远镜、年建成的北京密云50m射电望远镜和昆明40m射电望远镜,以及年建成的上海天马65m望远镜。中国的VLBI测控精度在火星轨道距离内已经可以精确定位,所以从两个深空测控水准上来说,中国不缺乏技术,唯一缺的就是经验,当然我们的天问火星探测器已经在路上,所有的设备都是咱自己的,未来还会缺经验吗?天问探测器3、登陆小行星和登陆月球小行星龙宫的重力加速度极小,难点是控制探测器在着陆过程中不要让探测器摔得太惨,错开乱石堆,所以它没有嫦娥五号登陆月球那么有仪式感,一旦进入下降轨迹,那么只能登陆月球,否则再无第二次机会,而隼鸟二号则不一样,可以反反复复登陆好几次,因为龙宫的重力加速度太小了,想走就走,想留就留。就着陆技术而言,嫦娥五号难度是着陆龙宫的数倍,不过龙宫在于信号延迟太久,但两者都为自主操作选择,而龙宫由于在小行星上着陆,人工干预更高,当然也有更多的时间干预,因为隼鸟二号被设计成如果着陆过程中没有接到后续指令,在某个时间后它会返回伴飞高度等待指令,简单的说,JAXA的科学家可以“多玩”几次(保护性设计,未来中国小行星采样的探测器,应该会参考)。4、采样难度隼鸟二号也有采掘龙宫内部的岩石,嫦娥五号则使用了月面钻探技术,这个复杂度比隼鸟二号要更高,嫦娥五号的关键是如何挖出土壤并准确放置在上升器中,隼鸟二号则是在采样时不要飘离龙宫小行星,因为这颗小行星的引力实在是太小了。5、着陆器返回轨道由于龙宫小行星引力极小,所以隼鸟二号探测器都是整体设计,而嫦娥五号则因为月球引力仍然比较大,所以采用轨道器+返回器和上升器+着陆器的设计,起飞难度极大,而且着陆器必须稳固,否则起飞过程会翻倒。从这点上来看隼鸟二号根本无法相比,而嫦娥五号的技术,未来还能被借鉴到载人登月上。6、对接和转移样品这是月球探测样品返回才有的环节,这个对接需要的精度极高,能在月球上完成对接的国家,中国是老三,这个颇有难度,需要精确的测控以及探测器的轨道定位精度。7、离子发动机技术这一点嫦娥五号是不具备的,嫦娥只有轨道器主发动机和牛下降减速发动机和N的轨迹调整发动机,一般这些发动机应该是肼类燃料。隼鸟号用的就是离子发动机作为深空的加速减速姿态调整等,二号也是,不过其用的应该还是离子推进,而不是霍尔推进,四台发动机总推力为30毫牛,这个数字很小,但对于探测器返回加速,足够了!8、返回地球返回速度分析,隼鸟二号也是第二宇宙速度返回,尽管不知道其轨迹,但我们可以肯定其用的弹道返回,原因有两个,其一是隼鸟探测器返回舱结构非常小,无法在大气层中进行气动姿态控制以达到水漂弹道返回,当然更重要的是没必要!而另一个原因则是我们看到隼鸟二号主飞行器已经转向去了小行星KY26,这表示它在大气路径地球时候卸载了返回舱进入返回轨道,主体已经转向,这靠近地球的速度就是第二宇宙速度,因此日本的隼鸟二号返回舱必定是第二宇宙速度的弹道返回。嫦娥五号返回同样是第二宇宙速度,但它的半弹道,会分成两段,前半段降低速度到7千米左右,飞出大气层在抛物线坠回大气层,再次进入返回轨道,俗称水漂弹道,它的好处是全程可以在宇航员可以承受的加速度内,所以这个技术未来可以嫁接到载人登月和火星任务返回。这个技术上,隼鸟二号是没法比的。整体上而言,日本隼鸟二号探测器技术水准起点很高,但它无法和月球采样的难度相比,从8个角度分析,有7个是完胜日本隼鸟二号的,所以不要看隼鸟二号从数亿千米外返回,但嫦娥五号难度更高!从今年发射和返回的探测器看,毫无疑问嫦娥五号将拔得全球最佳深空探测器头筹!嫦娥五号即将返回,接下来最大的看点是火星天问!


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