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月球采样和小行星采样哪个更难?
月球,小行星,探测器月球采样和小行星采样哪个更难?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
月球采样和小行星采样哪个更难?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
随着长征五号的成功,我国明年可能进行无人登月并采样返回,而日本今年已经实现对龙宫小行星的探测及采样,看起来日本的航天科技比我国先进,但两者的侧重点不同。
从距离上看,月球要近得多,只有38万公里;而小行星一般距离地球很远,行星和行星的卫星都可以清除自己轨道上的小型天体。从距离上看,小行星会比月球远得多,需要有先进的深空探测能力才行,需要相关探测网络的建设;月球的质量是地球的约1/50引力还是相当可观的,对探测器的引力束缚比较强,逃逸速度是2.4公里每秒,只要飞船的速度合适、进入月球轨道,从距离上说是比较容易实现的,毕竟人类的航天就是沿着近地空间-同步轨道-月球以及月球更远的天体发展的,只要飞船的速度合适就可能被月球的引力牵引进入轨道;而小行星是绕太阳轨道运行的,飞行速度要高于地球的第二宇宙速度,而且它们的质量一般很小,对探测器的引力很小,探测器需要伴飞或者其它方式加速赶上小行星才行。
无人登陆月球并采样返回和探测小行星侧重的方向不同,无人探测器登月采样要求的是较大规模的火箭,因为那样的探测器构造更复杂,有多个部分构成,要采样必须有登陆器,要想采某种样品就必须有可以在月球游走的设备也就是月球车,要返回登陆器上必须有上升段,而上升段要摆脱月球的引力燃料消耗较快就需要有等在月球轨道上的返回器。所以我国嫦娥五号的大体设计就是登陆器、上升器、月球车以及返回器多个部分构成,构成复杂带来的结果就是体制质量的飙升,加起来有数吨,所以我国搞了长征五号,近期一项主要的任务就是运送探测器到月球采样返回地球,长征五号已经是运载能力可以排世界前五前十的设备了,连火箭都造不出来发射不上去,之后的所有程序都不用提了,没门。
小行星探测的难点是小行星的引力小,如何解决探测器依附于小行星附近需要十分精确的计算和较为先进的深空探测体系,但是这样一颗探测器体积还是比较小的,因为质量低火箭可以将其送到更高的轨道,经过精确计算提前将其投入到某条轨道上,可以选择合适的发射窗口,经过计算使探测器飞行最短的距离就到达小行星上空,使探测器最终可以和小行星伴行。
总的来说,两者侧重的点不大相同,能进行重型火箭的制造不是大国做不到,而要进行小行星探测不是科技强国业做不到,各有各的难度,如果要综合比较两者的难度,需要全面评估两者耗费的人力物力以及技术资源,可能还是登月采样返回难点吧。航天是综合的项目,需要整个工业体系的支撑。
回答于 2019-09-11 08:43:50
虽然小行星比较远,但事实上小行星探测还是比月球稍微简单的。特别是龙宫这种轨道和地球相当接近的小行星,更加容易。主要是因为小行星引力极其微弱,飞行器和地面的相对速度很低。而探测月球的话,在月球上着陆就已经是很难的了,再从月球上起飞就更难。不过对于日本来说,着陆月球的技术还是有的,只不过因为已经有好几个国家走在前面了,他们再去月球没有轰动效应,难以引起公众的兴趣,也不好从政府拿到预算。而不像中国探测月球其实摆明就是奔着登月去的,探测器着陆是必要步骤。补充一点技术上的常识吧。发射月球探测器时,从地球出发需要大约10800米/秒的速度增量,但是靠近月球时还需要1000米/秒以上的速度增量减速后才能进入月球环绕轨道。如果还要在月球表面着陆,就还需要1700米/秒以上的速度增量进行减速,加上中间修正、悬停、着陆修正等需要的速度增量。总的速度增量在14000米/秒左右。发射地球静止轨道卫星时,近地点速度增量需要10250米/秒,远地点需要1650米/秒,总的速度增量11900米/秒。而龙宫星轨道与地球相交,而且轨道与地球轨道很接近,所以发射时的速度增量仅略大于地球逃逸速度,也就是11200米/秒。加上龙宫星直径不到一千米,引力极小,探测器与星体表面的相对速度近乎忽略不计,着陆时不需要悬停,修正也很小。即使加上飞行过程中各种修正的增量。去龙宫登陆所需的速度增量也就是11500米/秒左右。比发射静止轨道卫星还要小一点。再补充一点,登陆月球时嫦娥号与月球表面的相对速度超过1600米/秒,而登陆龙宫时隼鸟2号和龙宫表面的相对速度只有几米/秒。两者的难度就相当于,隼鸟2号是一个人跳上岸边飘荡的一条小船,而嫦娥号则是一个人跳上一辆全速奔跑的高铁。实际上登月比登火星还要难一些,因为火星上有大气层,大气层的减速作用能够让探测器的速度减少到几百到几十米/秒的程度。如果利用火星大气进行减速,那么总的速度增量也就是12000米/秒左右。而且着陆过程因为相对速度小,难度也要小一些。 ------------- 如果我回答对你有帮助,请关注我一下。或有其他问题也可以关注我,给我发私信
回答于 2019-09-11 08:43:50
对于我来说,没有区别,都难[汗]
回答于 2019-09-11 08:43:50
都难。各有各的难点!
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