國(guó)際上開(kāi)展過(guò)哪些外星“挖土”的嘗試?
- 科技日?qǐng)?bào)
- 2020-11-27 16:20:02
國(guó)際上開(kāi)展過(guò)哪些外星“挖土”的嘗試?有人采集和無(wú)人采集哪種方式更好?航天專(zhuān)家向科技日?qǐng)?bào)記者進(jìn)行了介紹。
裝備越好宇航員采集樣品越豐厚
半個(gè)世紀(jì)前,美國(guó)通過(guò)阿波羅計(jì)劃,率先從月球帶回了共計(jì)381.7千克的月巖樣品。
1969年7月,阿波羅11號(hào)飛船降落在月球赤道附近的寧?kù)o之海。完成人類(lèi)首次登月壯舉的宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林,用裝在一根桿子頂端的采樣袋采集土壤,并將裝滿(mǎn)的采樣袋揣在“褲兜”里,又用鏟子和帶有機(jī)械爪的探桿拾取巖石。奧爾德林還抄起鉆桿和錘子,取到了2根巖芯。二人在月球表面待了2小時(shí)32分鐘,累計(jì)行動(dòng)了約1公里,直到地面警告他們代謝率過(guò)高,才依依不舍地回到飛船上。這次,他們一共得到了21.55千克月球樣品。
阿波羅12號(hào)和14號(hào),也降落在月球赤道上,宇航員采集樣品的勁頭越來(lái)越足,采回的數(shù)量也越來(lái)越多。到阿波羅15號(hào)任務(wù)時(shí),宇航員的裝備“鳥(niǎo)槍換炮”,攜帶了一輛由波音公司研制的月球車(chē),宇航員艾爾文也成為首位在月球上開(kāi)車(chē)的人。交通工具的出現(xiàn),讓登月宇航員的活動(dòng)范圍大大增加,阿波羅16號(hào)宇航員約翰·楊還飆出了時(shí)速11公里的月球紀(jì)錄,同時(shí)他們采集的樣品相比前幾次任務(wù)也成倍增長(zhǎng)。
在阿波羅17號(hào)飛船上,出現(xiàn)了一名特殊的宇航員,他就是整個(gè)阿波羅計(jì)劃中唯一一名地質(zhì)學(xué)家施密特。他的加入,將月球“挖土”事業(yè)推上了巔峰。如癡如狂的施密特帶著指令長(zhǎng)塞爾南奮力挖掘,3次月面活動(dòng)總計(jì)工作了22小時(shí),帶回了總重111千克的741個(gè)樣本,其中包括一根深鉆3米取得的巖芯。
無(wú)人探測(cè)采樣活動(dòng)五花八門(mén)
作為登月競(jìng)賽中美國(guó)的對(duì)手,蘇聯(lián)由于載人登月計(jì)劃受挫,轉(zhuǎn)而開(kāi)始了無(wú)人月球采樣的探索,并成為該技術(shù)途徑的先行者。利用月球16號(hào)、20號(hào)、24號(hào)探測(cè)器蘇聯(lián)共在月球采集到了300多克樣品。
隨著航天技術(shù)發(fā)展,人類(lèi)探索的目標(biāo)不再局限于月球,開(kāi)展了五花八門(mén)的無(wú)人外星“挖土”活動(dòng)。
1999年2月,美國(guó)發(fā)射了星塵號(hào)彗星探測(cè)器,主要任務(wù)是飛往懷爾德2號(hào)彗星,在穿過(guò)彗尾過(guò)程中采集塵埃及氣體樣本,并送回地球。
2004年1月2日,星塵號(hào)與懷爾德2號(hào)交會(huì),遭到數(shù)百萬(wàn)彗星微粒的撞擊。其間,星塵號(hào)伸出一個(gè)類(lèi)似網(wǎng)球拍的“氣凝膠塵埃收集器”,收集彗星的塵埃微粒。全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家龐之浩介紹,這個(gè)全球獨(dú)一無(wú)二的“氣凝膠塵埃收集器”,由美籍華人科學(xué)家鄒哲設(shè)計(jì)。當(dāng)粒子撞上氣凝膠時(shí),會(huì)立即把自己“埋”在里面。采集工作完成后,收集器折疊收入羽毛球狀返回艙,將樣品貯存于容器中,返回地面后,科學(xué)家再?gòu)闹袑ふ义缧菈m埃。
2001年8月,美國(guó)起源號(hào)探測(cè)器升空,飛行4個(gè)月后抵達(dá)日地拉格朗日1點(diǎn),并在該位置工作850天,采集了10到20微克太陽(yáng)風(fēng)粒子。
起源號(hào)上的收集設(shè)備非常純凈。龐之浩介紹,起源號(hào)看上去像一塊打開(kāi)的腕表,采樣返回艙安裝在平臺(tái)頂部。采樣罐內(nèi)裝有太陽(yáng)風(fēng)粒子采集器陣列和離子集中器,利用中心旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置展開(kāi)采集器陣列。不過(guò),2004年9月該探測(cè)器在返回下降過(guò)程中,由于加速度計(jì)安裝錯(cuò)誤,導(dǎo)致主降落傘沒(méi)能按程序打開(kāi),返回艙以每小時(shí)32公里的速度撞到地面而遭到損壞,最終研究人員只收回了部分太陽(yáng)風(fēng)粒子。
這并非人類(lèi)第一次嘗試獲取太陽(yáng)樣本,實(shí)際上從阿波羅11號(hào)飛船開(kāi)始,阿波羅計(jì)劃也開(kāi)展了太陽(yáng)風(fēng)成分實(shí)驗(yàn)。龐之浩說(shuō),阿波羅任務(wù)是利用飛船表面的一塊錫箔,在地月空間收集太陽(yáng)樣本。不過(guò),科學(xué)家很難分辨采到的物質(zhì)究竟是來(lái)自太陽(yáng)還是錫箔本身。
2003年,日本率先開(kāi)展了小行星采樣嘗試。是年5月,世界首個(gè)小行星采樣返回探測(cè)器隼鳥(niǎo)1號(hào)發(fā)射,于2005年9月飛抵糸川小行星20公里高度軌道。隼鳥(niǎo)1號(hào)通過(guò)在小行星著陸、吸入飛濺粉塵的方式采集樣品,不過(guò)任務(wù)期間它出現(xiàn)故障,直到2010年6月才返回地球。雖然任務(wù)完成得一波三折,但它仍使日本成為全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)小行星采樣返回的國(guó)家,目前已確認(rèn)探測(cè)器在糸川小行星表面獲取了1500粒樣品。
2014年12月,日本發(fā)射了更先進(jìn)的隼鳥(niǎo)2號(hào),對(duì)龍宮小行星進(jìn)行了探測(cè)。該探測(cè)器的采樣方式是先向小行星發(fā)射金屬?gòu)?,然后在撞擊坑處著陸,吸收飛濺碎片后迅速飛離。隼鳥(niǎo)2號(hào)先后實(shí)施了3次采樣,共采到20克以上樣品。其預(yù)計(jì)在2020年底將樣品送回地球。
最近的一次小行星采樣活動(dòng),發(fā)生在今年10月20日——美國(guó)冥王號(hào)探測(cè)器使用采樣機(jī)械臂末端的采樣器,從貝努小行星表面采集了60克以上的風(fēng)化層樣品。該探測(cè)器計(jì)劃在2023年9月將采樣返回艙送回地球。
此外,美國(guó)還于今年7月30日發(fā)射了毅力號(hào)火星探測(cè)器,計(jì)劃讓其探索火星杰澤羅隕坑并采集樣品。這些樣品將被毅力號(hào)保存,在2031年美歐聯(lián)合實(shí)施的太空任務(wù)中帶回地球。
有人采集和無(wú)人采集各有千秋
回顧人類(lèi)的外星“挖土”史可以看出,除了阿波羅計(jì)劃采用有人采集方式,其余的均為無(wú)人采集。兩種方式孰優(yōu)孰劣?人與機(jī)器相比,“挖土”哪家強(qiáng)?
龐之浩表示,從采樣數(shù)量上看,有人采集無(wú)疑占優(yōu)。阿波羅計(jì)劃共帶回約380千克樣品,相比同時(shí)期蘇聯(lián)實(shí)施的無(wú)人采集任務(wù),樣品重量超出上千倍。這些樣品至今都沒(méi)有研究完,大部分還封存在實(shí)驗(yàn)室里。
中國(guó)航天科工集團(tuán)二院研究員楊宇光認(rèn)為,有人采集更大的優(yōu)點(diǎn),是可以在任務(wù)中隨機(jī)應(yīng)變,處置不同的情況。
航天器的裝載容量有限,所采集樣品有多大意義,取決于其代表性和特殊性。楊宇光說(shuō),例如阿波羅17號(hào)任務(wù)中,施密特?fù)斓搅艘粔K橙色月球巖石,極為特別。這樣的稀有樣品,只有靠宇航員仔細(xì)尋找才能得到,通過(guò)無(wú)人采樣方式幾乎不可能獲取。
然而,宇航員的參與,使得航天任務(wù)的難度和成本大大增加。
楊宇光說(shuō),一艘阿波羅飛船重約45噸,而蘇聯(lián)的“月球”系列無(wú)人采樣探測(cè)器重量不足6噸,我國(guó)嫦娥五號(hào)探測(cè)器重8噸多。同時(shí),載人飛行任務(wù)對(duì)安全性、可靠性,以及生命保障系統(tǒng)等要求很高,這都直接影響著工程規(guī)模及成本。
龐之浩進(jìn)一步解釋說(shuō),一艘阿波羅登月飛船比等重黃金貴十多倍,而發(fā)射阿波羅飛船所用的土星五號(hào)火箭,造價(jià)高達(dá)5億美元。阿波羅計(jì)劃歷時(shí)11年,耗資255億美元,為實(shí)施該計(jì)劃,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)每年預(yù)算占到美國(guó)政府總預(yù)算的4.5%左右,平均每個(gè)美國(guó)家庭要負(fù)擔(dān)400多美元。
而無(wú)人采集不僅工程規(guī)模較小、成本較低,而且無(wú)需考慮生保、補(bǔ)給等問(wèn)題,任務(wù)周期可達(dá)數(shù)年之久,探測(cè)距離也達(dá)到數(shù)億公里。楊宇光認(rèn)為,至少在未來(lái)十幾年里,無(wú)人采集方式都將是外星“挖土”的主流。
不過(guò),有人采集也不是全無(wú)用武之地。楊宇光說(shuō),對(duì)于一些情況復(fù)雜、目的性較強(qiáng)的特殊任務(wù),例如發(fā)現(xiàn)一顆很有意思的小行星,要去采集一些特別的樣本,就要依靠人來(lái)完成了。這種情況下,付出多一些成本和時(shí)間,也是值得的。
到更遠(yuǎn)的未來(lái),如果人類(lèi)在月球建立永久基地,產(chǎn)生了更多科學(xué)與工程上的需求,那么也需要宇航員長(zhǎng)期駐扎,開(kāi)展更大范圍的考察活動(dòng)。
關(guān)鍵詞: 外星
鄧長(zhǎng)昌:盡快對(duì)我省科技特派員制度進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)
- 黃月珍:推進(jìn)綜合改革打造臺(tái)灣同胞“第二生活圈”
- 李家榮:優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài)掀起新一輪民營(yíng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展熱潮
- 黃玲:全方位構(gòu)建幸福養(yǎng)老服務(wù)體系在創(chuàng)造高品質(zhì)生活上實(shí)現(xiàn)更大突破
- 李金算:加快構(gòu)建政府公共數(shù)據(jù)服務(wù)體系打造“便利福建”
- 春節(jié)期間遼寧對(duì)道路交通安全形勢(shì)進(jìn)行分析研判 提供安全順暢的交通環(huán)境
- 福建省一批民生項(xiàng)目建設(shè)取得顯著成效
- 福建省十三屆人大六次會(huì)議在福州開(kāi)幕
- 去年福建全省地區(qū)生產(chǎn)總值48810億 今年預(yù)期增長(zhǎng)6.5%
- 福建省新型冠狀病毒肺炎疫情情況
- 鄧長(zhǎng)昌:盡快對(duì)我省科技特派員制度進(jìn)行系統(tǒng)2022-01-24
- 黃月珍:推進(jìn)綜合改革打造臺(tái)灣同胞“第二生2022-01-24
- 李家榮:優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài)掀起新一輪民營(yíng)經(jīng)濟(jì)發(fā)2022-01-24
- 黃玲:全方位構(gòu)建幸福養(yǎng)老服務(wù)體系在創(chuàng)造高2022-01-24
- 李金算:加快構(gòu)建政府公共數(shù)據(jù)服務(wù)體系打造2022-01-24
- 住建部在全國(guó)推進(jìn)住房公積金“跨省通辦” 2022-01-24
- 數(shù)據(jù)顯示:2021年全年城鎮(zhèn)新增就業(yè)1269萬(wàn)人2022-01-24
- 云南安寧打破農(nóng)民職業(yè)發(fā)展“天花板” 開(kāi)展2022-01-24
- 2021年遼寧省糧食生產(chǎn)形勢(shì)喜人 糧食總產(chǎn)量2022-01-24
- 春節(jié)期間遼寧對(duì)道路交通安全形勢(shì)進(jìn)行分析研2022-01-24
- 遼寧海城市確保全年簽約億元以上項(xiàng)目超過(guò)652022-01-24
- 遼寧盤(pán)錦公布12件民生實(shí)事 推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展2022-01-24
- “有夢(mèng) 有為”周末青年志愿行動(dòng)在李滄舉行2022-01-24
- 聽(tīng)·見(jiàn) | 動(dòng)畫(huà)師變身面塑傳承人,這個(gè)802022-01-24
- 26名群眾代表青島占倆!高二學(xué)生成省政協(xié)旁2022-01-24
- 追蹤丨全民接力,傳來(lái)好消息!即墨失聯(lián)3天2022-01-23
- 立案查處!青島昌明置業(yè)有限公司森林公園項(xiàng)2022-01-23
- 半島驗(yàn)房丨膠州億陽(yáng)金都馨城毛坯房墻面銹點(diǎn)2022-01-23
- “樂(lè)動(dòng)市南”!逛街時(shí)與藝術(shù)不期而遇,“浮2022-01-23
- 人間煙火氣!逛吃、選年貨、置辦新衣服……2022-01-23
- 浮山灣夜靜悄悄2022-01-23
- 民俗大拜年,非遺專(zhuān)家亮絕活!2022年山東省2022-01-23
- 風(fēng)雨無(wú)阻!嶗山區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校小學(xué)部的足球隊(duì)員2022-01-23
- 市北區(qū)探索服務(wù)賦能新路徑 營(yíng)造企業(yè)發(fā)展好2022-01-23
- 市北區(qū)聚焦中醫(yī)藥長(zhǎng)遠(yuǎn)建設(shè),產(chǎn)生“雙驅(qū)動(dòng)”2022-01-23
- 福建省一批民生項(xiàng)目建設(shè)取得顯著成效2022-01-23
- 福建省十三屆人大六次會(huì)議在福州開(kāi)幕2022-01-23
- 去年福建全省地區(qū)生產(chǎn)總值48810億 今年預(yù)2022-01-23
- 福建省新型冠狀病毒肺炎疫情情況2022-01-23
- 吳棉國(guó):完善網(wǎng)約順風(fēng)車(chē)監(jiān)管機(jī)制2022-01-23
相關(guān)推薦
顏小耶無(wú)糖鮮榨椰汁:我們和椰樹(shù)不算競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
財(cái)訊網(wǎng) 2022/01/21中深花園大廈項(xiàng)目出租快,租金回報(bào)高,業(yè)主到底贏在了哪兒?
財(cái)訊網(wǎng) 2022/01/21南沙區(qū)首屆文創(chuàng)大賽收官 金獎(jiǎng)得主接受專(zhuān)訪(fǎng)
財(cái)訊網(wǎng) 2022/01/21租金回報(bào)率持續(xù)上升,揭秘金中環(huán)國(guó)際大廈業(yè)主是如何做到的?
財(cái)訊網(wǎng) 2022/01/21醫(yī)療版塊股票行情觸底,龍頭股步入調(diào)整期
艾瑞網(wǎng) 2022/01/20熱門(mén)資訊 日 周 總
河北華奧醫(yī)院?jiǎn)?dòng)北京冬奧和殘奧醫(yī)療保障工作
河北日?qǐng)?bào) 2021/12/28全國(guó)試點(diǎn)的首例門(mén)診慢特病費(fèi)用跨省直接結(jié)算在海南省實(shí)現(xiàn)
海南日?qǐng)?bào) 2021/12/27沈陽(yáng)市構(gòu)建多元課后服務(wù)活動(dòng) 做好學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)的“減法”健康成長(zhǎng)的“加法”
遼寧日?qǐng)?bào) 2021/12/24廣東省舉辦“醫(yī)愛(ài)一公里”活動(dòng) 為300多名困難職工提供免費(fèi)健康體檢
工人日?qǐng)?bào) 2021/12/23物理康復(fù)治療是此次北京市醫(yī)療價(jià)格項(xiàng)目調(diào)整的重點(diǎn)
北京日?qǐng)?bào) 2021/12/15第三季度保險(xiǎn)公司保險(xiǎn)消費(fèi)投訴同比增長(zhǎng)18.35% 其中人身保險(xiǎn)占投訴總量的58.99%
中國(guó)消費(fèi)者報(bào) 2021/12/22馬航失聯(lián)MH370找到了?失聯(lián)乘客家屬代表:都是標(biāo)題黨
東方網(wǎng) 2021/12/22河南男子腳踏3只船哭窮騙取100多萬(wàn) 被騙的女子:很丑會(huì)精神PUA
東方網(wǎng) 2021/12/21碳中和與綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展國(guó)際論壇舉行 就如何推動(dòng)國(guó)際合作等展開(kāi)研討
科技日?qǐng)?bào) 2021/12/06明確電動(dòng)自行車(chē)實(shí)行登記制度 禁止在住宅內(nèi)及電梯間等停放充電
羊城晚報(bào) 2021/11/29三星正在開(kāi)發(fā)新款Exynos系列SoC 支持光追及可變速率著色
超能網(wǎng) 2021/11/29華碩RTX3070O8G貓頭鷹版顯卡評(píng)測(cè):出廠預(yù)裝超頻 動(dòng)漫聯(lián)名顏值拉滿(mǎn)
超能網(wǎng) 2021/11/29C盤(pán)Roaming里文件能刪除嗎?清理C盤(pán)的時(shí)候能不能清理roaming文件夾?
太平洋電腦網(wǎng) 2021/11/09國(guó)貨變“國(guó)潮” 讓國(guó)企、國(guó)貨更好地走向世界
深圳特區(qū)報(bào) 2021/08/18專(zhuān)題More
- 數(shù)據(jù)顯示:2021年全年城鎮(zhèn)新增就業(yè)1269萬(wàn)人 比上年增加83萬(wàn)人
- 湖北省武漢市圈內(nèi)的國(guó)家級(jí)濕地公園總數(shù)達(dá)到66個(gè) 位列全國(guó)第三
- 2021年中國(guó)經(jīng)濟(jì)成績(jī)單怎么樣?人均GDP為80976元
- 河北邢臺(tái)構(gòu)建社區(qū)居家養(yǎng)老新模式 打造“一公里社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)圈”
- 遼寧鐵嶺2021年新登記市場(chǎng)主體4.14萬(wàn)戶(hù) 與上年同期相比增長(zhǎng)33.56%