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「盛世导航线路」日本“龙宫”探险成就获得法德首肯,未来将得到更强火星机器人

发表于 2020-01-11 17:34:46    阅读 1377

「盛世导航线路」日本“龙宫”探险成就获得法德首肯,未来将得到更强火星机器人

盛世导航线路, 众所周知,日本对于火星卫星“火卫一”的研发任务是该国重要的航天科技项目,表明了日本奋力加入火星探险俱乐部的决心。从日本探寻“火卫一”的足迹,我们也能够了解日本宇宙航空研发机构(jaxa)正在将航天研发,从火星卫星推进到整个太阳系的雄心壮志。

在人类的太空研究过程中,用古希腊和罗马神话命名太阳系的行星已经是惯例。火星本身就是“战神”,因此火星的两颗卫星就以战神的双胞胎儿子命名,deimos(迪莫斯)是老大和phobos(福伯斯)是老二。尽管“火卫一”“火卫二”很小,但是22.2公里和13公里的平均直径加上不规则、块状的结构,引发了世界各国对于它们成因的研究,也就是它们俩是火星自己形成卫星,还是火星以捕获小行星的方式将它们拥有。

这两种卫星形成方式,目前都还是假说,但是这并不影响人类研究其参数。目前,人类已经掌握“火卫一”“火卫二”在火星自转的平面上的轨道是圆形的,正在研究卫星成分的问题。为进一步掌握火星卫星的更多参数,日本宇宙航空研发机构“火卫探索任务”(mmx)项目计划在2024年发射航天器,于2025年8月到达火星并停留三年,研究两个卫星和火星周围的大气;2029年夏,航天器降落到“火卫一”的表面收集样品返回地球。

将“火卫一”的成分带回日本,jaxa就可以从火星陨石中得知火星的成分信息,因此这次火星采样的意义相当重大。日本有可能通过火星卫星采样,研究出是否含有水冰这样的重要制约参数,进而探索火卫的起源。据悉,日本jaxa将通过多种方法进行火星卫星采样,比如物质撞击溅射采样、着陆挖掘采样和其他技术可行的采样方法。毫无疑问,日本jaxa在2010年从小行星伊藤川(itokawa)取回样本的经验,以及近期完成的在小行星“龙宫”(ryugu)采样的后续任务,将有力支撑起“火卫一”项目研究。

目前,日本研究的火星卫星能够取得初步成果,主要归功于日本实力雄厚的火星研究科研机构。比如,日本地化所月球与行星科学研究中心、东京工业大学地球生命研究所,都是日本研究火星的龙头单位。但是,日本也在积极寻求国际合作,意图以现有太空科技成果促进“火卫一”项目研究。

日本宇宙航空研发机构总裁直木秀村已经与法国中央太空研究中心(cnes)负责人让·伊夫·勒加尔进行过接触,共同商讨了联合太空研发的相关问题。cnes在火卫探索仪器和工具开发方面优势明显,开发的高分辨率红外摄像机和光谱仪能够分析每个图像像素的组成,使火卫岩石的探测分辨率精确到厘米级的水平,能够帮助日本在实施mmx项目里选择较好的着陆点,取样行动也可以提前进行计划。日本与法国的合作还包括共同学术研究,比如共同建设学术流动站,探索火卫表面相关参数研究,登陆火星飞行动力专业知识等问题。

日本的mmx任务还会与美国宇航局(nasa)进行深度合作。nasa目前掌握的太空研究仪器能够研究星体的化学元素,方法是分析在从宇宙发来的射线轰击星体产生的高能伽马射线和中子流。在火星研发成果方面,nasa的碰撞碎片理论、火星年轻状态下的历史研究,太阳系行星样品研究,这些现有理论也将为日本phobos计划提供强大的理论支撑。

据“航宇世界防务日报”报道,小型探测机器人“机动式行星表面探测车”(mascot)在小行星ryugu表面执行了17小时的任务之后,法国和德国计划向“火卫一”继续发射航天器,而且要与日本的火星mmx探测任务接轨。

mascot也是日本“隼鸟2”火星探测任务3部火星车其中的1部,重约10千克,电池动力,10月3日在直径约1千米的小行星ryugu上着陆,进行了12~15小时的探测任务。mascot搭载了4部科学仪器,分别是1架红外显微镜,1部辐射仪,1个磁力计和1部广角照相机,用来从ryugu上获取更多信息。

小行星“龙宫”是一颗暗星,在地球和火星之间的轨道上运行,被认为含有水和有机物,并包含有太阳系46亿年的信息。mascot呈鞋盒状,没有推进系统、锚泊系统和直接控制能力,但是着陆之后通过扭矩装置“弹”到了3个地点进行了采样,这主要归功于行星的低重力环境。

cnes负责人让·伊夫·勒加尔在国际太空航行学委员会上表示,我们非常希望继续升级mascot。因此,法国、德国和日本在10月3日签订了深化合作协议,继续推进mmx任务的“火卫一”研究。

德国航宇中心的行星科学家斯蒂芬·乌拉梅克(stephane ulamec)表示,三国合作项目计划在2024启动,内容包括增大下一代mascot的尺寸,安装太阳能电池,搭载更多的有效载荷,以及一个3.2千克左右的储存空间。下一代mascot还将安装雷达系统,绘制“火卫一”表面特征图像。

日本jaxa此前已经进行过一系列复杂的对太阳系星体的机器人探测任务,下一步将在法德的帮助之下,深化地球与行星生成研究成果,向太阳系中水的起源进发。jaxa太阳系科学家松岛壮介(masaki fujimoto)表示,目前,日本急需更加详尽的遥感数据,以及哪怕多上一毫克的样本。

然而,火星研究难度极大,世界各国失败的案例也很多。比如,俄罗斯发射的火星探测器“火卫一土壤”号就以失败告终,在落回地球后坠毁于太平洋上空。据俄罗斯太空军介绍,俄罗斯火星探测项目的目标也是从卫星上采集岩石样品返回,但是任务最终以失败的结局收场。

俄罗斯的火星探测多次折戟,令俄罗斯航天人如坐针毡,而且“火卫一土壤”号的发射任务当时搭载了中国的首颗火星卫星“萤火一号”,在中国也备受关注。原计划“萤火一号”要和俄罗斯的主探测器一起升空,但是发生航天器再入时焚毁,也让中国无端损失了一枚先进的卫星。

另外,重达13吨的“土壤”发射升空之后离地球的高度一直没能超过345千米,也显示了日本与法国合作研究飞行动力的必要性。巧合的是,俄罗斯的航天器最后途经的正是日本上空,是不是也在预示日本的火星研究,也有可能是命运多舛。不过,日本的优势在于,俄罗斯航天鲜有与欧美合作的机会,而日本的火星探测任务,就没有这些因航天之外的原因造成的障碍。

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