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日本探火:另辟蹊径 意欲何为?

时间:2017年05月27日 信息来源:环球网军事 点击: 【字体:

近日,据日本媒体报道,日本宇宙航空研究开发机构宣布,将在2024年发射火星探测器,计划访问火星的2颗卫星并将采集的岩样送回地球。那么,在如今世界主要航天大国都把目光瞄准火星时,日本为什么要另辟蹊径选择探测火星的卫星呢?


另辟蹊径 登堂入室


作为太阳系的第四行星,火星不仅是太阳系最外围的岩石星球,也是类地行星和气体行星的分界线,弄清火星的“身世之谜”不仅可以为太阳系内行星的形成提供线索,也可以为其他星系的诞生提供研究思路。


因此,近年来世界主要航天大国对火星的探测热情愈发高涨,不仅美国、俄罗斯两个传统航天大国角逐火星,欧空局、中国、印度和阿联酋等国家也都将火星探测列入未来几年的航天蓝图。


然而,不同于其他各国争相探访火星的迫切,日本另辟蹊径地将首要目标对准了火星的2颗卫星。这不是一个避重就轻的选择,恰恰相反,日本希望通过对火卫一和火卫二的探测,继而登堂入室,深入了解这颗红色星球。


火星就像人类的家园地球一样,在漫长的岁月中由于地心和地表的地质运动,在沧海桑田的演化中,其形成之初的早期特征大多已经丧失。而火星的2颗卫星是太阳系内最原始的天体,由于自身质量较轻,没有任何地质活动,很好地保留了太阳系形成和早期演化的遗迹,可以反映出形成过程的物理化学环境,因而是人类了解地球和太阳系起源和演变的重要天体。


因此,日本2024年发射的火星探测器及随后带回的岩样将为人类研究火星提供重要证据,就如日本宇宙航空研究开发机构所说,如果该计划顺利实施,将有望首次从火星的卫星上带回岩样标本,帮助科研人员详细研究火星卫星的成分,推测火星的形成历史。


长路漫漫 困境重重


为了取得火卫上的珍贵样品,探测器一般需要面临三重考验:不仅需要成功往返火星,还要围绕卫星运动,并且顺利降落在它的表面。这项任务中最复杂和最冒险的部分是绕卫星运动和降落,这就对探测器的系统设计提出了很高要求。


虽然,这是一项很艰难的探测活动,但日本航天早已经为此打下了良好的基础。日本最早的深空探测活动是1985年发射的哈雷彗星探测器,成功实现了对哈雷彗星的远距离飞越。2003年5月9号,日本发射的隼鸟号小行星探测器经过2年多飞行,于2005年抵达丝川小行星,途中经历了姿态控制系统故障、燃料泄漏、断电、失联、通信故障、离子引擎故障等困境,最后成功降落在丝川小行星上。2010年6月,隼鸟号探测器带着采集的样本跌跌撞撞返回地球,取得了小行星探测的重大突破。


另外,目前正在太空中飞行的隼鸟2探测器也将于明年抵达1999JU3小行星,并于2020年采样返回地球。


总之,由于小行星表面环境的特殊性以及高风险和高成本,从小行星表面取样十分困难,也是制约人类探测小行星的瓶颈之一。现在,日本计划在2024年9月发射探测器,经过近1年的运行,将于2025年8月抵达火星,开展为期3年的火星大气和环绕2颗卫星的探测活动,并于2029年7月降落到火卫1表面采集样本,随后返回地球。


在小行星探测领域历经艰辛的日本航天,此次能否将曾经的磨难化为宝贵财富,顺利完成对火卫的探测值得期待。


扬长避短 寻求合作


日本尽管掌握着小行星取样的“一技之长”,但仍在努力追求将火卫探测的成果最大化,此次日本研制的火星探测器中欲携带中子和伽马射线探测仪、广角多波段摄像机、近红外光谱仪、伸缩式镜头、激光雷达、火星周围尘土测定仪、质谱分析仪等8项科研设备。


目前,法国和美国已经确定同日本合作,法国中央太空研究中心和美国宇航局将为日本火星探测器提供先进的仪器,法国还就与火卫相遇难题的飞行动力专业知识与日本开展合作。


其中,法国研制的仪器将结合高分辨率红外摄像机和光谱仪,能够将火卫岩石的分辨率精确到几十分之一米,光谱仪还可以帮助火卫探测活动选择最佳着陆点并取样。


另外,美国宇航局还为该探测器提供了遥感设备,其中包括同法国合作研制的近红外光谱仪,一个光学照相机与中子和伽马光线探测仪,这些仪器将用来挑选出火卫一上的各种化学元素。


总之,1998年,日本希望号火星探测器未能成功抵达预定的火星轨道,此后数年间日本没有再提出探测火星的计划。这一次,日本经过丰厚的积累重装上阵,意欲在熟悉的领域再临火星,并在人类探索火星的征程中留下属于自己的脚印。


(作者:杨诗瑞)
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