全球競爭天體採樣,日本領先

2020/08/04


       中美相繼向從小行星等採集樣本帶回地球的「取樣返回」(Sample Return)計劃發起挑戰。憑藉小行星探測器「隼鳥2號」等領跑世界的日本也將推進下一個探測計劃。除了探索宇宙的起源之外,各國還把目光投向了未來的宇宙開發,這一領域的國際競爭日趨激烈。

 

       美國國家航空航天局(NASA)的探測器「奧西里斯-雷克斯」(OSIRIS-REx)將於10月20日在小行星「貝努」(Bennu)著陸,執行採集樣本任務。該探測器也被稱為「美國版隼鳥號」。該探測器發射於2016年,2018年12月抵達小行星。

 

       奧西里斯-雷克斯預定於8月11日進行最後的預演,在約40米高度接近小行星。此次預演受新冠疫情影響而推遲了2個月。該項目負責人、美國亞利桑那大學教授丹特·勞蕾塔表示,「雖然遭遇(疫情)問題,但項目團隊仍堅信奧西里斯-雷克斯能夠成功採集樣本」。

 

       美國還計劃在火星探測方面實施取樣返回。7月30日發射了火星探測車「毅力號」(Perseverance)。將採集火星的土壤來尋找生命的痕跡。計劃用其他探測器回收樣本,2030年前後帶回地球。歐洲和俄羅斯也在聯合推進探測計劃。

 

美國探測器「奧西里斯-雷克斯」在小行星貝努著陸並採集砂石的示意圖(NASA提供)

 

       中國也制定了取樣返回計劃。以回收月球樣本為目標的探測器「嫦娥五號」預計最早將在2020年內發射。2019年4月中國公佈了小行星取樣返回和彗星探測相結合的計劃。

  

       世界上首次實施取樣返回的是美國的阿波羅計劃,太空人採集了月球的岩石。首次實施無人取樣返回的是前蘇聯的Luna計劃,于1970~1976年期間3次帶回月球樣本。小行星方面,2010年日本第一代隼鳥探測器將小行星「絲川」的微粒樣本帶回地球。

 

       如果能夠獲得外太空的物質,將會為探索宇宙起源等提供寶貴的線索。要獲取這些物質,只能回收隕石等落到地球的物質或者直接從太空帶回樣本。

 

       奧西里斯在選定著陸目標時,花了大約1年時間慎重選擇了可安全著陸、能採集科學價值大的樣本的地點。隼鳥2號的負責人、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的項目主管津田雄一表示,「奧西里斯既是對手也是夥伴」。

 


 

       JAXA和NASA在共享探測知識及樣本分析等方面展開合作。隼鳥2號著陸的小行星「龍宮」與「貝努」是相似的天體,比較二者的樣本有助於研究太陽系的構成。

 

       取樣返回計劃還有著探測資源及考察未來載人探測可能性的目的。尤其是在未來考慮建立有人基地的月球和火星方面,還存在磨煉宇宙開發技術實力、向世界展示存在感的一面。

 

       日本在取樣返回方面一直處於領先地位。隼鳥2號于2019年2月和7月成功著陸「龍宮」,採集了地表和地下的物質。預定於2020年12月6日返回地球,將裝有樣本的容器帶回地面。

 

       另外,日本還有一項「MMX」探測計劃,將在火星的衛星「火衛一(Phobos)」上著陸。計劃在2024年發射探測器。預計總費用比隼鳥2號多6成,達到464億日元。這項計劃還將與歐美合作。

 

火星衛星探測計劃「MMX」的示意圖(JAXA提供)

 

       在「火衛一」上採集的土樣將於2029年帶回地球,用來研究衛星和火星的構成。火衛一離火星比較近,因此被認為上面也有從火星上飛來的物質。日本東京工業大學準教授玄田英典充滿期待地表示,「或許還可以比美國更早帶回火星主體的物質」。

 

       MMX之後的取樣返回計劃尚不明確。宇宙探測的預算是有限的。NASA的奧西里斯總費用為約10億美元,是隼鳥2號的3倍以上,如果宇宙大國中美大力投入相關領域的話,日本將難以保持優勢。今後日本需要發揮自己的優勢,考慮值得挑戰的獨特的探測計劃。

 

       日本經濟新聞(中文版:日經中文網) 越川智瑛

 

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