小天體采樣探測是探索宇宙奧秘及尋找地外稀有資源等的重要手段,已成為未來一段時間內(nèi)深空探測任務(wù)的熱點領(lǐng)域之一。文章在總結(jié)近40年小天體采樣探測發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析國內(nèi)外現(xiàn)有小天體采樣探測技術(shù)的種類、特點和適用性,分析微重力環(huán)境下針對接觸即走短期著陸采樣方式研制的射彈濺射及氣動等采樣探測技術(shù);提出未來小天體采樣探測技術(shù)可能的發(fā)展趨勢,例如針對長期著陸采樣返回探測的表面錨固技術(shù)及復(fù)合高可靠的采樣探測技術(shù)將成為研究重點。上述分析成果對我國深入開展小天體采樣返回任務(wù),把握關(guān)鍵技術(shù),具有一定的指導(dǎo)意義和參考價值。

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【部分圖文】：

圖1不同探測方式統(tǒng)計

與其他地外天體探測相比,小天體探測起步較晚。20世紀(jì)80年代,哈雷彗星的到來使得各主要航天國家開始關(guān)注小天體探測。經(jīng)過近40年的發(fā)展,小天體探測已實現(xiàn)飛越、環(huán)繞、撞擊、著陸及采樣返回多種探測方式,探測程度和目標(biāo)進一步加深[5]。截至目前,全球共直接或間接實施了22次小天體探測活動....

圖2小天體采樣探測任務(wù)

在22次探測活動中,5次為采樣探測任務(wù)。其中:“羅塞塔-菲萊”(Rosetta-Philae)探測器為著陸就位采樣探測任務(wù),并未返回;“星塵”(Stardust)、“隼鳥”(Hayabusa)、隼鳥-2(Hayabusa-2)及“源光譜釋義資源安全風(fēng)化層辨認(rèn)探測器”(OSIRIS....

圖3采樣探測技術(shù)特點

小天體特性較為復(fù)雜,具有微弱引力、形狀不規(guī)則、環(huán)境因素和表面構(gòu)造及其成分特性不確定等特點。因此,實現(xiàn)小天體采樣探測,除滿足采樣收集過程不能改變物質(zhì)組成(分子、元素或同位素)、物理性質(zhì)、礦物及其相的比例和粒度分布等約束,還必須使采樣探測技術(shù)滿足低反作用力、環(huán)境適應(yīng)性及不同表面適應(yīng)性....

圖4快速撞擊采樣返回技術(shù)采樣過程

吸附捕獲技術(shù)具有簡單易行、活動部件較少且耗能少等優(yōu)點,尤其飛越吸附捕獲技術(shù)因不考慮著陸、起飛等因素,相對更為簡單,耗能更少。該采樣技術(shù)主要適用于太空飄浮的塵埃及小天體表層碎屑等微小顆粒,采樣所需作用力很小,采樣量取決于顆粒的多少,可控性較低。為了增加太空顆粒的數(shù)量,進而提高采樣量....

本文編號：3916503