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探测器|人类耗时7年耗资约65亿去小行星挖土，值得吗？( 二 )


冥王号的采样器采用了一项全新技术 。庞之浩说，当采样器接触到小行星地表时，会喷射出纯氮气体，把贝努表面的部分表土层物质吹入样品返回舱 。采样器在接触地表时，也可以取得一部分样品 。冥王号携带了3罐氮气，能满足3次采样尝试 。地面模拟试验表明，它能够采得超过60克样品 。
庞之浩说，采样完成后，冥王号计划于2021年3月踏上归途，在2023年9月将重达46千克的采样返回舱送回地球 。不过它不会再入地球大气层，而是在进入大气前4小时释放采样返回舱，随即进行碰撞规避机动，让采样返回舱独自回到地面 。冥王号自己则进入环绕太阳的轨道继续飞行 。
月球与小行星采样各有难点
冥王号并不是人类第一个在小行星采样的探测器 。
2003年5月，日本发射隼鸟号探测器，几经波折，从糸川小行星上采集到约100毫克尘埃，于2010年6月返回地球 。
2014年12月，日本又发射隼鸟2号探测器 。它于2019年2月在龙宫小行星着陆采集表面样本，并发现了水合矿物质 。同年4月，它向龙宫发射了一枚金属弹，随后收集了被激起的物质 。目前，隼鸟2号正在返回途中，计划于今年底将小行星样品送回地球 。
相比日本这两次小行星采样计划，冥王号项目除了科学目标不同，在采样、降落导航等方面也采用了全新的技术，同时在伴飞距离上大幅缩短 。此外，60克的样品采集量，堪称阿波罗计划之后人类太空采样之最 。
近年来，各国纷纷启动行星探测计划 。我国就计划在今年11月下旬发射嫦娥五号探测器，实施月球采样返回任务 。那么月球与小行星在登陆采样方面有何不同？
杨宇光表示，行星或矮行星的个头大、引力大，着陆及采样方式与小行星任务并不相同，因而在整个工程设计上都不一样 。“从飞行器设计角度来说，冥王号和普通轨道飞行器没有太大差异，主要是增加了一些在微重力条件下采样的设备 。”杨宇光说，而行星的巨大引力会导致探测器环绕、降落的速度非常快，这给工程带来了很大难度 。
尽管如此，小行星采样也有许多技术挑战 。郑永春介绍，小行星在行星学中被称作“非合作天体”，由于其几乎没有引力，跟探测器之间没有相互作用，因此要实现对小行星的伴飞、环绕以及着陆，完全要依靠探测器自身的动力，这对探测器的姿态调整及控制精度提出了很高要求 。
此外，小行星距离地球较远，近地点往往也要数百万公里，远大于月球与地球之间的距离，加上其目标小、速度快，这都给探测任务的轨道设计增加了难度 。
据媒体报道，我国也在开展小行星探测关键技术攻关 。根据目前的计划，我国将发射一个探测器，先环绕近地小行星2016HO3飞行，再择机登陆采样，将样品返回舱送到地球附近释放 。随后探测器继续飞行，借助地球和火星引力到达小行星带，对名为133P的主带彗星进行探测 。
（来源：科技日报）
【编辑：金鑫】


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