到外星去“挖土”，真人和机器谁更强( 二 ) 11月17日

2003年，日本率先开展了小行星采样尝试。是年5月，世界首个小行星采样返回探测器隼鸟1号发射，于2005年9月飞抵糸川小行星20公里高度轨道。隼鸟1号通过在小行星着陆、吸入飞溅粉尘的方式采集样品，不过任务期间它出现故障，直到2010年6月才返回地球。虽然任务完成得一波三折，但它仍使日本成为全球首个实现小行星采样返回的国家，目前已确认探测器在糸川小行星表面获取了1500粒样品。
2014年12月，日本发射了更先进的隼鸟2号，对龙宫小行星进行了探测。该探测器的采样方式是先向小行星发射金属弹，然后在撞击坑处着陆，吸收飞溅碎片后迅速飞离。隼鸟2号先后实施了3次采样，共采到20克以上样品。其预计在2020年底将样品送回地球。
最近的一次小行星采样活动，发生在今年10月20日——美国冥王号探测器使用采样机械臂末端的采样器，从贝努小行星表面采集了60克以上的风化层样品。该探测器计划在2023年9月将采样返回舱送回地球。
此外，美国还于今年7月30日发射了毅力号火星探测器，计划让其探索火星杰泽罗陨坑并采集样品。这些样品将被毅力号保存，在2031年美欧联合实施的太空任务中带回地球。
有人采集和无人采集各有千秋
回顾人类的外星“挖土”史可以看出，除了阿波罗计划采用有人采集方式，其余的均为无人采集。两种方式孰优孰劣？人与机器相比， “挖土”哪家强？
庞之浩表示，从采样数量上看，有人采集无疑占优。阿波罗计划共带回约380千克样品，相比同时期苏联实施的无人采集任务，样品重量超出上千倍。这些样品至今都没有研究完，大部分还封存在实验室里。
中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为，有人采集更大的优点，是可以在任务中随机应变，处置不同的情况。
航天器的装载容量有限，所采集样品有多大意义，取决于其代表性和特殊性。杨宇光说，例如阿波罗17号任务中，施密特捡到了一块橙色月球岩石，极为特别。这样的稀有样品，只有靠宇航员仔细寻找才能得到，通过无人采样方式几乎不可能获取。
然而，宇航员的参与，使得航天任务的难度和成本大大增加。
杨宇光说，一艘阿波罗飞船重约45吨，而苏联的“月球”系列无人采样探测器重量不足6吨，我国嫦娥五号探测器重8吨多。同时，载人飞行任务对安全性、可靠性，以及生命保障系统等要求很高，这都直接影响着工程规模及成本。
庞之浩进一步解释说，一艘阿波罗登月飞船比等重黄金贵十多倍，而发射阿波罗飞船所用的土星五号火箭，造价高达5亿美元。阿波罗计划历时11年，耗资255亿美元，为实施该计划，美国国家航空航天局（NASA）每年预算占到美国政府总预算的4.5%左右，平均每个美国家庭要负担400多美元。
而无人采集不仅工程规模较小、成本较低，而且无需考虑生保、补给等问题，任务周期可达数年之久，探测距离也达到数亿公里。杨宇光认为，至少在未来十几年里，无人采集方式都将是外星“挖土”的主流。
不过，有人采集也不是全无用武之地。杨宇光说，对于一些情况复杂、目的性较强的特殊任务，例如发现一颗很有意思的小行星，要去采集一些特别的样本，就要依靠人来完成了。这种情况下，付出多一些成本和时间，也是值得的。
【到外星去“挖土”，真人和机器谁更强】到更远的未来，如果人类在月球建立永久基地，产生了更多科学与工程上的需求，那么也需要宇航员长期驻扎，开展更大范围的考察活动。