日本可以去月球采集樣本為何無法送人登月？

2020年12月6日，我國的嫦娥五號上升器與軌返組合體完成了人類有史以來第一次月球軌道自動對接，并且完成了月球土壤的封裝和轉移。而巧合的是，幾乎與此同時，日本的隼鳥二號小行星探測器也把它采集到的小行星巖石樣本，扔到了澳大利亞南部沙漠地區，并且成功回收。

Tips：嫦娥五號任務成功，是人類時隔 44 年后，再一次采集月球表面樣品帶回地球。同時，中國成為繼美國和前蘇聯之后，第三個取得月球樣本的國家。

雖然隼鳥二號的事跡在嫦娥五號的光輝下顯得微不足道，不過之后網絡上依舊出現了這樣的聲音。說日本的隼鳥二號采集小行星樣本，比中國采集月壤要難得多。日本的探測器飛了52億公里，并且在微重力狀態下完成土壤采集，難度比登月大多了。那么問題來了，這個隼鳥2號究竟做了什么？登陸小行星是不是真的比登月更難呢？

采集小行星樣本有什么意義?

小行星指的是太陽系中一些圍繞太陽公轉的小天體，直徑一般不會超過百公里。因為尺寸有限，所以重力微弱，還不足以把自己變成近似球體的星球，所以樣子看起來千奇百怪。這些小行星大部分分布在內太陽系，處于地球和火星之間的小行星帶上。

Tips：小行星帶是太陽系內介于火星和木星軌道之間的小行星密集區域，98.5%的小行星都在此處被發現，已經被編號小行星有120,437顆。

探索這些小行星對人類 來說意義非凡，因為有些小行星的形成時間和地球一樣古老，而且沒有地質活動，所以小行星的結構和土壤，一直保持著形成之初的樣子。所以把小行星樣本帶回地球研究，說不定可以揭開地球形成初期的地質樣貌的秘密。而且，在學界的主流觀點中，地球上的液態水，其實是小行星和流星帶進地球大氣的，如果說在探測小行星的過程中發現水，也能坐實地球水外來說。

Tips：地球上的液態水最主要存在于巖石。自源說認為地球上的水來自于地球本身。地球起源時，形成地球的物質里面就含有水。

所以，探測小行星這件事，全世界各個國家都有興趣，我國也計劃在2020年之后，展開小行星的相關探索。那么，作為世界上第一個把小行星土壤帶回地球的日本，他們的航天技術到底處于什么樣的水平呢？

命運多舛的隼鳥號

我們不妨先來看看日本為了探測小行星而做的種種努力。2003年5月9日，日本發射了第一顆小行星探測器，隼鳥號。從一開始，他們就想把小行星樣本帶回地球，目標是距離地球3億公里外的絲川小行星。不過，這次任務只能用命運多舛來形容。

Tips：隼鳥號是日本宇宙航空研究開發機構JAXA的小行星探測計劃。這項計劃的主要目的是將隼鳥號探測器送往小行星25143，采集小行星樣本并將其帶回地球。

在飛向絲川小行星的途中，隼鳥號就問題連連。在發射入軌不到4個月的時候，就出現了離子推進器的故障。之后到了2005年，用來調整姿態的推進器，三個中只有一個還能正常工作。而到了12月，因為化學引擎燃料泄露，隼鳥號軌道偏離，結果和地面失去聯系。直到7周之后，地面才接受到了它傳回的微弱信號，而且每次只有短短的20秒。

好在地面工作人員確實給力，硬是靠這么短的操作時間，一步一步發送指令，把隼鳥號調整回了正常位置，才保證接下來的任務可以順利進行。到了2010年6月13日，隼鳥號終于帶著樣本返回，焚毀在地球大氣之中，而樣本密封艙，則按照計劃，成功著陸于澳大利亞的預設陸區。

Tips：“絲川”小行星以日本已故“火箭之父”絲川英夫博士的姓命名，與地球直線距離約為3億公里，長約540米，寬約300米，表面崎嶇不平，外形就像個大馬鈴薯。

可以說，隼鳥號能完成任務把樣本帶回來，已經是個奇跡。日本民眾對這則消息大受鼓舞，隼鳥號也有了“不死鳥”的稱號。日本還拍出了一部叫做《隼鳥號》的電影，演繹這次來之不易的勝利。不過，相比于民間的狂歡，日本學界卻被澆了一盆冷水。因為隼鳥號帶回來的小行星樣本，實在是太少了。據官方給出的數據，這次帶回的巖石樣本，大概有1500粒，聽著挺唬人的。其實，這些樣本的重量，是以毫克為單位的。

Tips：《隼鳥號》是日本的主旋律電影，以宇宙科學研究所職員惠作為主人公，并從她的視點出發描述了科學家為了隼鳥號這個航天項目奮斗七年的身影。

與其說是巖石，倒不如說是沙塵更為貼切。而這也在預料之內，因為隼鳥號采集樣本，并不是降落在小行星上挖掘，而是靠輕微撞擊揚起沙塵，再把樣本吸進來完成采集的。到了這一步，是誰都不愿意善罷甘休，于是，隼鳥二號被提上了日程。

變強了的隼鳥二號

借著上次的經驗教訓，隼鳥二號在一號的基礎上對不足點進行了改進升級。它的離子發動機推力比原版高了25%，其實就是多加了一臺推進器，通訊部分也改成了雙天線配置，好讓它不會再出現信號中斷的尷尬。除此之外，為了讓隼鳥二號能采集到小行星更深處的古老巖石樣本，它還攜帶了兩個圓筒形沖擊器，相當于炸藥包，靠爆破的方式炸出更古老的巖層。

Tips：當隼鳥二號接觸小行星表面時會發射一顆鉭質彈丸，激起小行星表面物質。這些物質會進入采樣桿中被收集起來。

為了更好地尋找平坦的采集地點，隼鳥二號用來定點著陸的標記球數量也從3個增加到了5個。不過，改來改去，隼鳥號采集樣本的方式，還是觸碰式的。而且整個采樣過程的持續時間只有一秒左右，用蜻蜓點水形容再合適不過。這次的目標，是距離地球3.4億公里的龍宮小行星。

結果，于2014年發射的隼鳥二號，終于在2020年12月6日，把裝著樣本的密封艙丟回了地球。整體來看，隼鳥二號比原版要成功許多。不過，真正要看的話，它帶回來多少巖石樣本才是關鍵。一開始，學者自己也沒有多大信心，預計重量只有0.1克。

Tips：“龍宮”Ryugu是一顆C型(碳質)巖石小行星。許多科學家認為，這種巖石小行星可能在很久以前與地球的碰撞中，將生命的基本構成元素送到了地球上。

不過就目前公布的結果來看，隼鳥二號帶回來的巖石樣本中，已經有了大小超過1.3厘米的硬質巖石，說明這次搞爆破采集的方式還是很有成效的。因為三個樣本密封艙只有兩個被打開，所以到底帶回來了多少，現在還是一個未知數。但比起它的前輩來說，隼鳥二號確實變強了。

那么，隼鳥二號的技術難度，真的比登月要難嗎？

日本攻克了十七年，依舊無法登上月球

其實要回答這個問題，只需要說一說，為什么日本到現在都沒有發射月球登陸器，謎底就能解開了。

Tips：飛天號在1990年1月24號發射，是日本第一顆環繞月球的人造衛星。1991年3月30日，經過了九次的月球環繞飛行、第二次太空剎車任務后，飛天號的主要任務也告一段落。

其實早在1991年，日本就成功發射了飛天號月球環繞探測器，成為了世界上第三個具備環月探測能力的國家。之后，日本又在嫦娥一號之前，再次發射了一顆繞月衛星，月亮女神號。但在這之后，日本的探月工程卻匆匆宣布終止。日本何嘗不想像中國一樣，通過一點一點的進步，最后完成月壤采樣的目標。按照日本的“月球-A計劃”，他們應該在1995年就能發射月球登陸器，可是到了2007年，登月器在歷時17年的研發后仍然沒有成功。最終，日本文部科學省宇宙開發委員會才同意了終止項目的報告。可見，日本其實到現在都沒有掌握軟著陸月球的技術。

Tips：“月亮女神”月球探測器，是由日本于2007年9月14日發射，各探測器上共搭載了15種精密儀器，將圍繞月球運行1年，它將分析月球化學成分構成、礦產分布、地表特征等。

日本登月遇到的第一個技術難關是動力系統。

日本發射的隼鳥二號，質量只有0.6噸，而嫦娥五號的重量是8.25噸。如此大的重量懸殊，讓嫦娥五號的推進器可以完成月球軟著陸，并且返回月球軌道的能力。而隼鳥二號的推進器，只夠讓它可以靠近微重力的小行星，如果目標是月球，只會被摔個稀巴爛。當然，也許會有人說，隼鳥號的體積重量小，是為了接近小行星刻意設置的。這一點我們只要看看日本的火箭就能知曉答案。

日本用來發射隼鳥二號的火箭，是自行研發的M5運載火箭，屬于小型衛星才會使用的固體燃料火箭。而運載能力更強的H系列和J系列運載火箭，也只能把一噸重的衛星送上地球軌道。和我國的長征五號遙五運載火箭相比，一個是大炮一個是鳥槍。日本到現在，都沒有發射月球登陸艙的火箭系統。

Tips：日本航天工業有“L系列”、“M系列”、“N系列”、“H系列”、“J系列”等系列火箭，其中“L系列”僅“L-4S”是運載火箭。

其二是返回大氣層的技術難關

隼鳥二號帶回來的巖石樣本雖然比前輩多，但重量依舊有限。除了接觸式采集法限制了樣本數量之外，返回大氣層的方式也限制了樣品倉的大小。隼鳥二號的返回方式是最傳統的彈道式再入返回，說白了就是從地球軌道上減速進入大氣層，像一顆拋出去的足球。為了抵抗空氣摩擦產生的3000度高熱，返回艙不得不裝載更多的防熱燒蝕材料。而且，為了實現減速，還設計了一個拋掉返回艙外殼的流程設計，進而減少減速傘的過載壓力。這些都壓縮了樣本倉的重量。

Tips：隼鳥二號帶回地球兩個小行星巖石的樣本倉，里面包括大大小小的巖石，這說明小行星的基巖在硬度方面存在差異。目前對小行星樣本的研究還在繼續進行當中。

而嫦娥五號的返回方式叫做“高速半彈道跳躍式再入返回彈道”。通俗來說就是利用打水漂的原理，在地球大氣層中完成一次跳躍，進而降低速度。這種返回方式在全世界處于領先地位，并且盡可能得降低了防熱材料的使用比例，擴大了返回艙的艙內空間。結果，嫦娥五號帶回來的月巖樣本，是當年前蘇聯三次采樣量的6倍有余，達到了2公斤。而日本想要突破這一技術，還要花大把的時間去總結經驗。

Tips：“打水漂”游戲，是用扁型瓦片或石片，在手上呈水平放置后，用力飛出，石片擦水面飛行，石片碰水面后因慣力原理遇水面再彈起再飛，石片不斷在水面上向前彈跳，直至慣力用盡后沉水。

其三，是登陸和對接技術

我國的嫦娥五號在降落時采用的是自主控制，整個動力下降航程有數百公里，在此過程中，地面沒有任何干預，完全是自主選擇的著陸區。而隼鳥二號的著陸探測方式，簡單地讓人發指。它居然需要先向小行星扔幾個帶有攝像頭的標記球，之后由地面人員根據拍攝到的畫面，確定平坦的著陸點。當然，選擇如此尷尬的方式也情有可原，畢竟隼鳥二號沒辦法停在小行星上，采到的樣本好不好全看落點位置。

Tips：為此，日本還專門向德國訂購標記球MASCOT，這個長得像鞋盒子的小裝置，還能在小行星上面跳一下換換位置。

也是這個標記球，拍攝了有史以來第一張微觀層面的小行星結構。不過，這玩意兒你再怎么吹，都生不出花來。況且還是人家德國造出來的。

而反觀中國的嫦娥五號所創造的記錄，已經領先世界太多了。首先，探測器深空軌道自動交會，以及在軌樣本轉移封裝技術，都是我國獨有的。再加上月面上升的技術難題已經被我們攻克。嫦娥五號的這套技術，完全可以移植到未來的火星探測計劃中。而隼鳥二號和行星軟著陸技術八竿子打不著，想在未來追趕中國，對日本來說可不容易。

Tips：“軟著陸”是相對于“硬著陸”方式而言的。一種是物理意義上的著陸，特指航天器經專門減速裝置減速后，以一定的速度安全著陸的著陸方式。

說句很不客氣的話，日本地方太小，想要有覆蓋全球的衛星監控站，都要仰仗NASA的幫助，在以后必然會受制于人。而我國已經已經建成布局全球的深空測控網，我們想發射什么，就能發射什么。單憑這一點，日本的航天業想要超過中國，都是一個國際笑話。