小天体采样探测技术发展现状及展望

发布时间：2024-03-02 06:58

　　小天体采样探测是探索宇宙奥秘及寻找地外稀有资源等的重要手段,已成为未来一段时间内深空探测任务的热点领域之一。文章在总结近40年小天体采样探测发展历程的基础上,系统分析国内外现有小天体采样探测技术的种类、特点和适用性,分析微重力环境下针对接触即走短期着陆采样方式研制的射弹溅射及气动等采样探测技术;提出未来小天体采样探测技术可能的发展趋势,例如针对长期着陆采样返回探测的表面锚固技术及复合高可靠的采样探测技术将成为研究重点。上述分析成果对我国深入开展小天体采样返回任务,把握关键技术,具有一定的指导意义和参考价值。

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【部分图文】：

图1不同探测方式统计

与其他地外天体探测相比,小天体探测起步较晚。20世纪80年代,哈雷彗星的到来使得各主要航天国家开始关注小天体探测。经过近40年的发展,小天体探测已实现飞越、环绕、撞击、着陆及采样返回多种探测方式,探测程度和目标进一步加深[5]。截至目前,全球共直接或间接实施了22次小天体探测活动....

图2小天体采样探测任务

在22次探测活动中,5次为采样探测任务。其中:“罗塞塔-菲莱”(Rosetta-Philae)探测器为着陆就位采样探测任务,并未返回;“星尘”(Stardust)、“隼鸟”(Hayabusa)、隼鸟-2(Hayabusa-2)及“源光谱释义资源安全风化层辨认探测器”(OSIRIS....

图3采样探测技术特点

小天体特性较为复杂,具有微弱引力、形状不规则、环境因素和表面构造及其成分特性不确定等特点。因此,实现小天体采样探测,除满足采样收集过程不能改变物质组成(分子、元素或同位素)、物理性质、矿物及其相的比例和粒度分布等约束,还必须使采样探测技术满足低反作用力、环境适应性及不同表面适应性....

图4快速撞击采样返回技术采样过程

吸附捕获技术具有简单易行、活动部件较少且耗能少等优点,尤其飞越吸附捕获技术因不考虑着陆、起飞等因素,相对更为简单,耗能更少。该采样技术主要适用于太空飘浮的尘埃及小天体表层碎屑等微小颗粒,采样所需作用力很小,采样量取决于颗粒的多少,可控性较低。为了增加太空颗粒的数量,进而提高采样量....

本文编号：3916503