到外星去“挖土”,真人和机器谁更强

11月17日 , 长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器已垂直转运至发射区 , 国人期盼已久的月球采样大戏已经奏响序曲 , 即将揭开大幕 。
据国家航天局介绍 , 嫦娥五号任务是中国探月工程第六次任务 , 计划实现月面自动采样返回 , 是我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务之一 。
国际上开展过哪些外星“挖土”的尝试?有人采集和无人采集哪种方式更好?航天专家向科技日报采访人员进行了介绍 。
装备越好宇航员采集样品越丰厚
半个世纪前 , 美国通过阿波罗计划 , 率先从月球带回了共计381.7千克的月岩样品 。
1969年7月 , 阿波罗11号飞船降落在月球赤道附近的宁静之海 。 完成人类首次登月壮举的宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林 , 用装在一根杆子顶端的采样袋采集土壤 , 并将装满的采样袋揣在“裤兜”里 , 又用铲子和带有机械爪的探杆拾取岩石 。 奥尔德林还抄起钻杆和锤子 , 取到了2根岩芯 。 二人在月球表面待了2小时32分钟 , 累计行动了约1公里 , 直到地面警告他们代谢率过高 , 才依依不舍地回到飞船上 。 这次 , 他们一共得到了21.55千克月球样品 。
阿波罗12号和14号 , 也降落在月球赤道上 , 宇航员采集样品的劲头越来越足 , 采回的数量也越来越多 。 到阿波罗15号任务时 , 宇航员的装备“鸟枪换炮” , 携带了一辆由波音公司研制的月球车 , 宇航员艾尔文也成为首位在月球上开车的人 。 交通工具的出现 , 让登月宇航员的活动范围大大增加 , 阿波罗16号宇航员约翰·杨还飙出了时速11公里的月球纪录 , 同时他们采集的样品相比前几次任务也成倍增长 。
在阿波罗17号飞船上 , 出现了一名特殊的宇航员 , 他就是整个阿波罗计划中唯一一名地质学家施密特 。 他的加入 , 将月球“挖土”事业推上了巅峰 。 如痴如狂的施密特带着指令长塞尔南奋力挖掘 , 3次月面活动总计工作了22小时 , 带回了总重111千克的741个样本 , 其中包括一根深钻3米取得的岩芯 。
无人探测采样活动五花八门
作为登月竞赛中美国的对手 , 苏联由于载人登月计划受挫 , 转而开始了无人月球采样的探索 , 并成为该技术途径的先行者 。 利用月球16号、20号、24号探测器苏联共在月球采集到了300多克样品 。
随着航天技术发展 , 人类探索的目标不再局限于月球 , 开展了五花八门的无人外星“挖土”活动 。
1999年2月 , 美国发射了星尘号彗星探测器 , 主要任务是飞往怀尔德2号彗星 , 在穿过彗尾过程中采集尘埃及气体样本 , 并送回地球 。
2004年1月2日 , 星尘号与怀尔德2号交会 , 遭到数百万彗星微粒的撞击 。 其间 , 星尘号伸出一个类似网球拍的“气凝胶尘埃收集器” , 收集彗星的尘埃微粒 。 全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍 , 这个全球独一无二的“气凝胶尘埃收集器” , 由美籍华人科学家邹哲设计 。 当粒子撞上气凝胶时 , 会立即把自己“埋”在里面 。 采集工作完成后 , 收集器折叠收入羽毛球状返回舱 , 将样品贮存于容器中 , 返回地面后 , 科学家再从中寻找彗星尘埃 。
2001年8月 , 美国起源号探测器升空 , 飞行4个月后抵达日地拉格朗日1点 , 并在该位置工作850天 , 采集了10到20微克太阳风粒子 。
起源号上的收集设备非常纯净 。 庞之浩介绍 , 起源号看上去像一块打开的腕表 , 采样返回舱安装在平台顶部 。 采样罐内装有太阳风粒子采集器阵列和离子集中器 , 利用中心旋转机械装置展开采集器阵列 。 不过 , 2004年9月该探测器在返回下降过程中 , 由于加速度计安装错误 , 导致主降落伞没能按程序打开 , 返回舱以每小时32公里的速度撞到地面而遭到损坏 , 最终研究人员只收回了部分太阳风粒子 。
这并非人类第一次尝试获取太阳样本 , 实际上从阿波罗11号飞船开始 , 阿波罗计划也开展了太阳风成分实验 。 庞之浩说 , 阿波罗任务是利用飞船表面的一块锡箔 , 在地月空间收集太阳样本 。 不过 , 科学家很难分辨采到的物质究竟是来自太阳还是锡箔本身 。