2月21日，日本“隼鳥-2”探測器下降到“龍宮”小行星的表面，近距離向小行星表面發(fā)射一顆約5克重的“鉭彈”，并用專門的取樣儀器收集彈射出的巖石碎片,成功完成首次采樣任務(wù)。“隼鳥-2”還將完成兩次采樣任務(wù)，3次采樣任務(wù)完成后，所有樣品將通過一個返回艙于2020年12月返回地球。雖然“隼鳥”系列任務(wù)名義上是小行星探測，但其發(fā)展的諸多技術(shù)如“太空炮”撞擊裝置、航天器機動及探測、非合作目標捕獲及抓取等能夠物化為尖端的空間攻防武器，具有極強的軍事應(yīng)用潛力。

一、任務(wù)背景

“隼鳥”系列任務(wù)是日本航空航天探索局的一個系列小行星探測項目，旨在開展空間科學研究，驗證先進太空技術(shù)。計劃分三個階段進行，分別對S型、C型和D型小行星進行探測，探測距離不斷增加、任務(wù)復雜程度逐步提高。“隼鳥-1”任務(wù)于2003年～2010年期間完成了S型小行星“糸川”的探測并返回地球；“隼鳥-2”將探測富含碳元素、起源時間與太陽類似的C型“龍宮”小行星1999 JU3，幫助研究地球的演變過程與生命的起源。“隼鳥-2”任務(wù)于2006年被日本太空活動委員會選中，并于2010年8月批準，總經(jīng)費約1.5億美元。

北京時間2014年12月3日，“隼鳥-2”小行星探測器搭載H-2A火箭從種子島航天中心發(fā)射升空,經(jīng)過約4年的飛行，“隼鳥-2”于2018年6月進入“龍宮”小行星軌道，正式開啟其探測任務(wù)。

二、“隼鳥-2”探測器主要組成

“隼鳥-2”由平臺和有效載荷艙兩部分組成，重約600千克，外形為1×1.6×1.4米的長方體。平臺包括熱控、電源（可折疊式雙翼太陽能電池帆板和蓄電池）、通信、數(shù)據(jù)處理、姿態(tài)軌道控制、化學推進和離子推進系統(tǒng)。有效載荷艙包括小型便攜式撞擊裝置、飛行任務(wù)儀器系統(tǒng)、樣品采集裝置、再入密封艙、機器人探測器及著陸器。相比“隼鳥-1”，“隼鳥-2”除了采集表面樣品，還要采集小行星地表以下巖石樣本，為此在結(jié)構(gòu)上進行了較大改進，主要區(qū)別是：

一是加裝可探測小行星內(nèi)部的撞擊裝置

為了獲取小行星的內(nèi)部巖石樣品，“隼鳥-2”將加裝小型便攜式撞擊裝置（SCI）。SCI是一個直徑30厘米、重約10千克、裝有炸藥和定時引爆器的圓筒形撞擊裝置。由于該裝置使用火藥引爆的方式增強撞擊力，曾被美國空間網(wǎng)等多家媒體形象地稱為“太空炮”。該裝置于2013年成功進行了地面試驗。

與“隼鳥-1”類似，“隼鳥-2”的樣品采集裝置中同樣配備了可彈射的金屬彈子，通過發(fā)射彈子撞擊小行星表面濺起土壤或巖石碎屑進行表面樣品收集，但彈子的沖擊力更強，數(shù)量也更多。

二是增加了機器人探測器的數(shù)量

“隼鳥-1”任務(wù)中，釋放了“智慧女神”機器人探測器，但由于計算錯誤導致釋放高度過高，“智慧女神”沒有被小行星的引力捕獲而飛入太空。“隼鳥-2”任務(wù)攜帶了2個與“智慧女神”相似的機器人探測器，可以在小行星表面跳躍巡視。此外，“隼鳥-2”還搭載了MASCOT小型著陸器。該著陸器由制造“菲萊”彗星探測器的歐洲團隊研制，質(zhì)量10千克，其上搭載了多臺科學儀器設(shè)備，如廣角攝像機、熱輻射儀、磁強計以及分光顯微鏡等。著陸后將利用這些觀測儀器對小行星進行原位勘測，獲取小行星的相關(guān)數(shù)據(jù)。同時對3個機器人探測器進行遙測控制，將是此次任務(wù)的又一難點。

三是其他設(shè)備也進行了改進

針對“隼鳥-1”任務(wù)中出現(xiàn)的離子發(fā)動機輸出不穩(wěn)定、姿態(tài)控制裝置失靈、通信中斷等故障，“隼鳥”-2主要改進還包括：

取樣機構(gòu)進行了更好地密封，增加更多的隔間；更加耐用的離子發(fā)動機（功率提高了25%）；返回艙增加了測量飛行加速度、運動和內(nèi)部溫度的儀器；增加了姿控系統(tǒng)冗余（反作用輪數(shù)量由4個增加到3個）；采用了“破曉”號金星探測器上的新型平面天線，與“隼鳥-1”的拋物面天線相比重量減輕了四分之一，但擁有一樣的通信能力；新增近紅外光譜儀(NIRS3)和熱紅外成像儀(TIR)，前者將觀察小行星的礦物組成，后者將研究小行星的溫度。

三、主要任務(wù)內(nèi)容

2018年，探測器將到達小行星并開始為期18個月的探測。探測任務(wù)主要包括三個方面：

（1）探測器在距小行星表面20千米的位置利用光譜儀、攝像機和其他傳感器對小行星進行綜合調(diào)查，并確定著陸位置。

（2）釋放1個著陸器和2個跳躍機器人探測器，進行小行星表面探測。2018年9月21日，“隼鳥-2”下降至距離小行星55米的高度，釋放首批兩艘跳躍探測器MINERVA-II1A和MINERVA-II1B。每個圓盤型探測器直徑18厘米，高7厘米)，質(zhì)量約1.1千克。他們采用跳躍方式前進，進行探測。2018年10月2日，“隼鳥-2”又部署德法研制的探測器，大小類似微波爐，工作了17個小時。

（3）收集三處不同位置的巖石樣本約0.1克并帶回地球，其中兩處采取與“隼鳥-1”相似的金屬彈子撞擊小行星的方式收集表面樣本，一處利用新的小型便攜式撞擊裝置（SCI）收集內(nèi)部巖石樣本。2月21日完成的是第一次采樣任務(wù)，“隼鳥-2”還將完成兩次采樣任務(wù)，第二次將和第一次的過程一樣；第三次采樣將使用攜帶的“太空炮”向小行星表面發(fā)射由火藥引爆而加速的銅彈，形成彈坑后從坑底取樣，以確保樣品是最原始的，沒有受到深空輻射的風化影響。

3次采樣任務(wù)完成后，“隼鳥-2”探測器將于2019年12月開始返回。由于探測器僅需要在靠近地球時釋放裝有小行星巖石樣本的返回艙，之后將重新飛向深空，而不必考慮將速度降低到與地球匹配的程度，因此探測器可以選擇較短的路徑，2020年底就可到達地球。

四、帶動相關(guān)技術(shù)發(fā)展并具有軍事應(yīng)用潛力

“隼鳥-1”任務(wù)的成功使日本成為小行星探測的領(lǐng)先國家，也極大增強了民族凝聚力。日本政府趁熱打鐵，又大力推進“隼鳥-2”任務(wù)，不僅獲得了國內(nèi)外的高度關(guān)注，也有助于其擴大航天領(lǐng)域國際影響力，而其蘊含的重要軍事應(yīng)用價值更需要特別關(guān)注。

“隼鳥”任務(wù)的推進將極大帶動日本相關(guān)前沿技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。“隼鳥-1”任務(wù)促進了日本離子發(fā)動機推進技術(shù)、光學自主導航技術(shù)、小行星采樣返回技術(shù)等空間技術(shù)的發(fā)展，特別是僅依靠1臺姿態(tài)控制裝置和2臺離子發(fā)動機就能安全返回地球，表明日本整體空間探測技術(shù)的先進性。“隼鳥-2”在此基礎(chǔ)上采用更加先進的離子發(fā)動機技術(shù)、飛行控制技術(shù)、導航技術(shù)，并將進一步驗證多目標的遙測控制技術(shù)。

盡管日本“隼鳥”系列任務(wù)的主要目的是探測小行星，但其演示和發(fā)展的諸多技術(shù)顯然具有重要的軍事應(yīng)用價值。比如，能夠依靠離子發(fā)動機和自主導航實現(xiàn)對遠距離小行星的交會，表明探測器具備長期在軌運行、機動和準確靠近目標的能力。通過向小行星表面釋放目標指示器引導撞擊，使得精確攻擊特定目標成為可能。特別是為了采集內(nèi)部巖石樣品而裝配的小型便攜式撞擊裝置，通過爆炸產(chǎn)生高速彈丸，可嚴重威脅加固的空間目標。這些技術(shù)都具有物化成空間攻擊武器的巨大潛力。

不過，“隼鳥-2”攜帶的“太空炮”小型便攜式撞擊裝置僅在地面進行過試驗，未經(jīng)過真實太空環(huán)境的驗證，其可靠性還有待驗證，“隼鳥-2”能否成功還有待進一步觀察。

來源：美國《航天新聞》 翻譯：軍事科學院軍事科學信息研究中心/廖小剛

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