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登陸小行星、月球和火星哪個(gè)難度最高?中美日這三項(xiàng)探測告訴你

2019-10-20 21:06 作者:科普大世界  | 我要投稿

在這兩年世界上最重要的一些對地外天體的探測事件中,比較突出的就是日本隼鳥二號登陸小行星,我國嫦娥四號登陸月球背面,以及美國洞察號登陸火星了。通過這三者的探測行動比較,我們也能大致明白探測小行星,月球和火星到底哪個(gè)更困難一些?所需要的技術(shù)能力也更高一些?


日本隼鳥二號登陸龍宮小行星↑


我國嫦娥四號登陸月球↑


美國洞察號登陸火星↑

日本在2014年發(fā)射的隼鳥2號探測器目前仍然在龍宮小行星上空8000到10000千米的高度的軌道進(jìn)行飛行,迄今為止已經(jīng)圍繞這顆小行星進(jìn)行了三次登陸行動,而且還曾經(jīng)向龍宮小行星發(fā)射了一枚“炮彈”,獲得了關(guān)于這個(gè)小行星的大量證據(jù),日本進(jìn)行的針對龍宮小行星的探測也已經(jīng)創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄,比如首次在小行星上登陸,而且還獲得了相關(guān)的樣本,這些樣本將被帶回地球,這些都是人類對小行星探測的前所未有的創(chuàng)舉。


我國的嫦娥4號探月計(jì)劃是近些年來世界上科技含量較高的探月行動,雖然今年也有以色列和印度進(jìn)行了探月,但是他們的參與任務(wù)都沒有取得圓滿成功,探測器掉到月球上都摔壞了,而我國的嫦娥4號是首次在月球的背面進(jìn)行探測,登陸器降落到了月球的背面并且進(jìn)行了月球行走,至今玉兔2號仍然可以正常的運(yùn)行并進(jìn)行探測,也取得了一些關(guān)于在月球背面的前所未有的探索成果。


不過我國今年底還要進(jìn)行嫦娥5號的探測行動,探測器不僅要降落到月球表面上,還要在月球的表面進(jìn)行巡回探測,并且采集一部分月球土壤和巖石返回地球,這個(gè)行動和日本探測龍王小行星的行動目的和過程相似,都要挖掘一部分地外星體的物質(zhì)返回地球。


再說美國的火星探測,迄今為止美國已經(jīng)進(jìn)行過多次火星探測行動,洞察號是時(shí)間最近的一次,該探測器發(fā)射于2018年5月5日,到當(dāng)年的11月26日登陸火星,近一年來已經(jīng)進(jìn)行了多項(xiàng)探測活動,獲得了很多科研成果。


不過明年美國準(zhǔn)備再發(fā)射一架火星探測器,將執(zhí)行和我國嫦娥5號探測月球一樣的探測任務(wù),就是探測器發(fā)射到火星后釋放登陸艙,在火星表面著陸之后將對火星進(jìn)行鉆孔探測,并且有可能會釋放一架無人機(jī),在火星的表面進(jìn)行長距離的觀察探測。


通過日本隼鳥2號,我國的嫦娥5號和美國的洞察號探測器的發(fā)射和登陸探測狀況來看,實(shí)際上三者各有千秋,但技術(shù)難度最大的無疑還是火星探測,因?yàn)榛鹦蔷嚯x遠(yuǎn)引力強(qiáng),想登陸火星可不是那么容易的事情。


日本的隼鳥2號登陸龍宮小行星,探測器降落時(shí)既不用靠降落傘也不用大力反推,只需要保持探測器的姿態(tài)正確就可以了,這是因?yàn)辇垖m小行星的很小,平均直徑不足1公里,所以引力也很小,探測器降落時(shí)不會因?yàn)檫@個(gè)小行星的引力而撞壞。不過這么小的小行星并不容易探測,對它的定位和降落也需要很高的技術(shù)。


相對于登陸小行星,登陸月球要困難的多,因?yàn)樵虑虻馁|(zhì)量比小行星大多了,因此引力也比小行星大多了,想安全降落月球可不是那么容易的事情,今年探測月球的以色列和印度之所以登月失敗,主要原因就是沒有控制好月球的引力對探測器的影響,即便以日本的技術(shù)去登陸月球也未必能成功,雖然日本在登陸小行星上取得了成功,但是登陸月球要比登陸小行星困難得多的。


但是登陸火星就又不一樣了,火星的質(zhì)量是月球的7倍多,因此火星的引力又比月球大得多,那么探測器降落火星的時(shí)候受到的火星牽引力將更大,再加上火星有大氣層,而大氣層中又有風(fēng),不同高度的風(fēng)又在向著不同的方向吹,所以探測器在降落火星的時(shí)候會遭遇很多不確定因素,唯有具備航天器定點(diǎn)和安全回收的國家才有這個(gè)能力,比如中美俄三個(gè)載人航天技術(shù)比較成熟的國家,才能在技術(shù)上保證降落火星的探測器能夠安全平穩(wěn)地降落到火星表面上。

但是由于火星距離地球非常遙遠(yuǎn),最近的時(shí)候也在5500萬公里左右,而且火星的軌道運(yùn)行與地球又并不一致,其距離時(shí)刻都在變化,最遠(yuǎn)的時(shí)候甚至遠(yuǎn)達(dá)3.7億公里,無線電波傳輸都需要好長時(shí)間,因此對火星探測器的控制要比登陸月球的探測器困難得多,相比地球上的航天器回收也是完全不一樣的,這需要十分高端的通訊和控制技術(shù),對我國來說也是一大挑戰(zhàn),但是航天技術(shù)強(qiáng)國美國已經(jīng)有過多次的火星探測器成功登陸經(jīng)驗(yàn),也說明美國這方面的技術(shù)還是大大領(lǐng)先于世界上的其他國家的。


因此從總體上來說,登陸月球要比登陸小行星更困難一些,技術(shù)要求更高一些,而登陸火星又要比登陸月球更困難一些,技術(shù)要求又更高一些。

明年將是又一個(gè)火星探測器發(fā)射窗口,我國將進(jìn)行首次完全自主的火星探測計(jì)劃,而且我國要一次性實(shí)現(xiàn)針對火星的繞、落、巡三大任務(wù),就是將探測器發(fā)射到火星軌道上,圍繞火星運(yùn)行,并且釋放登陸器,登陸火星之后再釋放一個(gè)巡回車在火星表面巡回探測,基本上將一次性追平美國的洞察號探測器的技術(shù)水準(zhǔn)。


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