问题

中国嫦娥五号和日本隼鸟二号在综合技术水准上相比较来看孰强孰弱?

回答
嫦娥五号和隼鸟二号,作为各自国家深空探测领域的“明星”项目,它们的成功实施无疑代表了当前航天科技的尖端水平。如果要比较二者的综合技术水准,这并非简单的“谁更强”的论断,而是在不同目标、不同路径下的殊途同归,各自展现了独特的亮点和技术挑战。

任务目标与技术难点:

嫦娥五号:采样返回,目标是月球。 嫦娥五号的任务核心在于“采样返回”,这是一个比单纯探测更复杂的系统工程。它需要完成:
月面起飞: 这是人类自阿波罗计划后首次在月球表面实现自主起飞,需要克服月球低重力、真空环境下的火箭发动机点火、姿态控制等技术难题。
月球轨道交会对接: 样​​品容器从上升器转移到轨道器,这是一个自动化程度极高的精密操作,需要在环绕月球的轨道上完成。
高速再入大气层: 返回器以极高的速度(约11.2公里/秒)冲入地球大气层,需要承受剧烈的高温和气动载荷,采用“半弹道跳跃式”再入技术,有效降低减速 G 值,确保返回器和样品安全。
月壤采集: 采用了钻取和表取两种方式,保证了样品的稳定性和多样性,尤其是在月球复杂地形下的钻取,对机械臂和钻具的设计提出了极高要求。
系统集成与可靠性: 整个探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成,各个模块的独立工作、协同配合以及在严酷太空环境下的长期可靠性,都是巨大的挑战。

隼鸟二号:从小行星采样返回,目标是龙宫小行星。 隼鸟二号的任务目标是从小行星“龙宫”采集样本并送回地球。其技术亮点在于:
小行星着陆与采样: 隼鸟二号需要在一个直径约900米、引力极小的“敦”字形小行星上进行多次着陆,并采用“探针冲击器”和“激光诱导等离子体发射”(LIBS)两种方式进行采样。尤其是探针冲击器,它能以高速度撞击小行星表面,激起碎片,再由收集装置捕获,这在技术上非常新颖且具有挑战性。
自主导航与避障: 在引力微弱、表面崎岖不平的小行星附近进行精密的自主导航和规避障碍,对探测器的传感器、算法和控制系统要求极高。
离子推进器: 隼鸟二号使用了离子推进器,这种推进方式效率高、寿命长,但推力小,需要长时间的持续工作来改变轨道,展现了其在深空推进技术上的先进性。
返回舱的精确再入: 隼鸟二号的返回舱体积小,设计紧凑,如何在地球大气层中精确找到和回收,也是一项精细的工程。

技术层面的比较:

从技术复杂度和难度上看,嫦娥五号在“系统集成”和“月球表面操作”方面可能更胜一筹。

月球起飞和交会对接: 这是嫦娥五号独有的、也是技术难度极大的环节。在月球这样一个完全陌生的环境中,如何精确控制起飞、进入月球轨道,并与轨道器进行自动化对接,这需要极高的自主控制能力和可靠的机械系统,是对航天器整体设计和控制水平的综合考验。隼鸟二号的任务没有涉及这种复杂的月面起飞和轨道交会对接。
重返地球大气层: 尽管隼鸟二号也有返回过程,但嫦娥五号以接近第一宇宙速度的速度再入,其对热防护和气动控制的要求远超隼鸟二号。那种“一头扎进”地球大气层的速度,需要极强的材料科学和空气动力学设计能力。
采样方式的差异: 嫦娥五号的钻取和表取,是直接的物理接触和采集,技术上更成熟,但同样需要精密的机械臂控制。隼鸟二号的探针冲击器和LIBS,虽然更具创新性,技术上也更前沿,但也伴随着更高的风险和不确定性。

隼鸟二号则在“小行星作业”和“推进技术”方面展现了其独特的技术优势:

小行星上的精细操作: 在一个质量极小、形状不规则、引力几乎可以忽略不计的天体上进行多次着陆、移动和采样,对探测器的自主导航、定位和避障能力提出了极高的要求。这需要高度智能化的软件算法和高精度的传感器。
离子推进技术: 隼鸟二号对离子推进器的成功应用,展示了其在低推力、长寿命推进技术方面的领先地位。这种推进方式虽然慢,但能以极高的燃料效率实现深空飞行,对于未来远距离的深空探测任务具有重要的借鉴意义。
创新的采样方式: 探针冲击器和LIBS技术,是隼鸟二号在采样方法上的大胆创新,虽然有风险,但也开辟了新的采样思路。

综合评价:

如果以“完成人类从未做过的操作”和“应对更复杂、多变的太空环境”作为衡量标准,嫦娥五号的月面起飞、轨道交会对接和高速再入,这些环节的技术难度和系统集成水平,可以说更具挑战性,代表了航天领域一项系统性的重大突破。

然而,隼鸟二号在小行星上的精细自主作业,以及对先进推进技术的应用,同样代表了其国家在深空探测领域,尤其是在小天体探测和航天器自主化方面的深厚积累和创新能力。

总而言之,不能简单地说谁“绝对”更强。

嫦娥五号 更像是一场“多科目全能”的综合性考试,它在多个关键技术领域都取得了突破,并且成功地将其集成在一个任务中,完成了极具标志性的“月球采样返回”。
隼鸟二号 则是在“特定科目”上表现出色,尤其是在对小天体的精细探测和采样方面,展现了其国家在相关技术上的独特性和前瞻性。

两者的成功,都是人类探索宇宙的宝贵财富,它们所展示的技术实力,也为各自国家未来的深空探测任务奠定了坚实的基础,同时也为全球航天事业的发展贡献了重要的经验和启示。与其争论高下,不如说它们代表了当前人类航天技术在不同方向上的优秀成果。

网友意见

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当然是隼鸟二号[doge]

不信的可以百度一下“日本航天技术赶超中美”,里面的营销号都在说隼鸟二号有多么多么强,在什么什么方面有怎么超越美国了,甚至说到日本一夜之间冒出4艘准航母,日本金星探测器比天问一号强很多…(里面原因是金星环境比火星恶劣,但了解一点航天的都应该看的出来是扯谈)。那么多营销号在吹,肯定是隼鸟二号厉害了!

更厉害的是,营销号们说隼鸟二号的目标小行星离地球3.2亿公里破了世界纪录(吸引来了旅行者一号二号的点赞),在3.2亿公里外采样,比区区38万公里外的月球采样先进多了。这个采样距离,连美国都望之莫及。隼鸟二号直接将美国打脸。

以上可忽略。

事实真的如此吗?

隼鸟二号采集样本在0.1g到1g之间(有说法认为是0.1-10g),而今年美国的冥王号探测器成功采样,成功采集了60g样本,预计明年送回地球。这个是隼鸟二号的很大的缺陷,但营销号各个避之不谈。

至于什么3.2亿公里,那是哪方面数据好就鼓吹哪方面的能力。确实,3.2亿公里确实打破了记录,但距离远并不完全代表技术。小行星长度不足一公里,引力忽略不计。只要保持与小行星同步就行了。

日本采样的方式,看着似乎非常科幻,但实际上也只是摆个架子。如果真有能力造一个采样用的机械臂出来,为何不用呢?用了至少采样的量就不会才这么点,也不会让营销号们毫不敢透露采集了多少东西回来。

至于嫦娥五号,采样2kg(注意单位是千克),直接甩开隼鸟二号几条街不说。直接看难点。

嫦娥五号的难点,一是月面起飞技术。月球有较大的引力,想在月面操作必须要发动机有很大的推力来与月球的引力保持平衡。月面起飞这项技术相比于月面软着陆需要有更强的发动机才能完成,而日本目前连软着陆都未能实现。

第二个难点在于远距离的无人对接。这项技术不多说,美帝也没玩儿过。(其实可能就跟隼鸟二号与小行星保持同步的难度差不多。)

至于嫦娥五号的采样方式,机械臂加抽取,采了2kg。但2kg真的不算多,嫦娥六号跟嫦娥五号一样的大小,准备采15kg回来。而当年美国但阿波罗计划更是一共采了383kg的土壤样本。但相比于隼鸟二号的…

有人觉得中国难以完成日本这样的小行星采样任务。大概说一下,中国的小行星探测计划是在2022-2023年发射小行星探测器。进行近地小行星采样+彗星探测任务,并且使用的长三乙火箭发射,探测器比日本的更小,但任务应该会更复杂。毕竟中国在深空探测(月球以外)起步比较晚,天问一号今年才发射。(相比日本零几年就开始火星探测)

什么?你说日本有这些技术只是不想搞怕烧钱?那我说中国也有搞移民火星的技术,也只是缺钱。什么等到日本的核弹砸过来的时候又要给我打脸?没事,我等着,看我有生之年能不能看到一点日本核弹的影子。什么日本哪一方面比中国先进所以隼鸟二号比嫦娥五号先进的言论,就像说物理优生的生物一定很好。

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你以为日本不想在月球上软着陆和返回?

日本一共进行过两次探月,一次是1990年的“羽衣号”,原本想直接撞在月球上,成为第一个日本放在外星体的物体,结果没有入轨,没有入轨,也就是没有成功。

第二次2007年的月球女神号,先是绕了月,然后撞向了月球,日本终于把一个物体留在月球上。

此后印度也尝试了软着陆,没有成功,都是撞向了月球。

软着陆月球发射,是探月中最难实现的目标,其实还有在月球轨道对接

最最最难的是软着陆。

需要1变推力发动机,2高度精准的测控,3大推力的力箭。

变推力的发动机好理解,下降过程中的推力、角度等都要随时、及时的变化。目前掌握这种技术的只有美俄中。

精准的测控我们国家依靠的是佳木斯和喀什、文昌三个巨大的雷达进行三角定位,以及远望一二三四五六七测绘船在太平洋进行修正。

日本国土有限,雷达阵摆不开(三角边长截止大定位越准),也没有大型测绘船。所以,精准控制只能交给美国和欧洲航天局。(印度的也是交给美国)

第3点的大推力,因为变推力发动机必然有一个尺寸和重量的最低限制,所以起始推力不可能太小。

长征5号是25吨,日本的H2A是10-15吨,这就决定了日本要用自己的火箭,就无法安装变推力发动机,有一个阈值在这里。

但话说回来,日本还是有一项技术目前是独一无二的,那就是:电推进

电推进就是把火箭的燃气进一步加强电场,使喷出的速度更大,从而实现同样的燃料获得更强的推力。因为在卫星上通常电力是足够的,燃料却是宝贵的,烧一点少一点。

目前在卫星上已经采用电推进技术的,只有日本一家。

日本号称隼鸟二号只有60公斤燃料,然后飞了那么远,得益于电推进。

个人倒是对电推进有所怀疑,能有多大电场?能增加多少速度?这方面我险些入坑,做过充分的调研。

探索小行星我国也进行过,只是没有回收小星物质。按照隼鸟一和美国“星尘号”的作法,无非是在卫星上展开一个气凝胶的捕捉板,让慧星或小行星颗粒被砸在气凝胶上,然后带回来。对我国来说,并没有明显的技术障碍。


总之,21世纪以来,能够登月并返回的只有我们一家。

能去采集小行星物质的,至少有美日两家。

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没有必要非得互相diss啊,两个项目都非常出色。不要说日本的探测器小、结构简单、用了外国的观测网络就怎么怎么样,那么小的探测器带的天线自然功率也低,这么低的功率在那么远的地方远程控制,精准地在表面进行接触式采样,也是很不容易的。而且毕竟嫦娥5号的任务时间短,而隼鸟2号长时间执行任务,这也对整体故障控制有更高的要求,比如说可能经历更多的太阳风暴之类的。

并不是说小行星引力小就一定简单,引力小的天体捕获半径也小,对探测器的控制精度要求其实更高一些,当然的确下降和重新上升是要比嫦娥5号简单的。探测器小也就带不了功率大的引擎和太多燃料,用一丁点推力的离子引擎在经常失联的情况下保持精确的航线,还要能够返回,也是有技术亮点的。

嫦娥5号的优势自然也有,但真的没必要非要争个你死我活的,本来就是个各有所长的事情。

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我这样说吧,我们要搞个隼鸟二号,那可能需要大量程序员加班,需要更精细的电推,更精细的姿态控制。深空通信也还需要技术验证。

而日本要搞个嫦娥五号,首先得搞定大推力发动机或者多发动机并联控制中的一个,保证卫星能送上去。然后造大火箭,配套设施得齐全吧,大型整流罩得自己来吧,运输船得改造吧。接下来要搞定的是深空数据链路,又得打不少卫星来组网。还得有全球测控网络,测控站测控船你得造吧。然后是卫星,安全稳定可多次复用的化学火箭发动机得攻克。对接技术也还得攻关呢,还有打水漂返回的技术呢?


总结一下,别去和日本比航天,我们靠着体量优势搞别人心态不太好。我们国家现在的航天业是一颗粗壮但是不够高的大树,而日本我愿称他为挂在美国身上的爬山虎,你要去和爬山虎比高度,最好先超过他爬的那个东西。

所以,为了让航天这棵树长大点,人大,打钱!

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嫦娥五号任务是一次mini版的全流程载人登月预演。

隼鸟二号任务是又一次蹭NASA深空网的,类似天问一号中阿联酋搭车锻炼队伍的,系统工程招租回本分支任务。

把下图这套玩意儿自行组建了,你再给日本贴国星国造标签不迟。

就好比之前有个回答提到的:日本这壁虎,之所以看上去爬得高,是因为它爬的那树比我们自己这树高。


嫦娥五号,只是中国庞大航天工程中只需“可用”的一个子项。

如果用其中一个子项的孤立比较,去和一个不需要做庞大太空体系工程的国家做无谓的局部竞争,大国会彻底失败。

要建成一个城市的前提,不是要先能造出最好的门窗,而是什么都能造。

中国需要全球导航系统,需要全球光学卫星系统,需要全球海洋卫星系统,需要遥感系统,需要太空站,需要卫星激光通讯系统,需要建立建全大量的系统。

中国的航天工程计划,也是除美国外,第二个即将点亮已有科技树的国家。

一个被技术流动性封锁百年的人类最大半岛文明,为什么总是奢望一己之力,一代人时间,就能全面领先世界?

当然是两种舆论对冲洗脑,造成的严重脑震荡。一边是日本科技精尖洗脑,一边是厉害了我的国洗脑。两边都有现实基础,但真实的世界是极端残酷的,我们只是在补齐有尊严生存的科技底线啊!局部领先也是建立在不得不弥补他处不足的前提之下。

千元一瓶的矿泉水,和一元一瓶的纯净水,我们就要后者。不要期望我们会跑到月球上去拍高清视频传回来搞宣传流量,我们只要它能干完指定的活,为下一阶段任务积累够用的技术就行了。

人类最大半岛文明的庞大体量,从来都没有能通过摘桃来赌国运,从而获得躺赢的理论条件。为什么总是心心念念把史上第一摘桃王的日本,当作发展的标杆呢?这种观念为什么会被深深植入?植入的后果,究竟对中日哪个国家有利?

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