日本小行星探测器创造7项第一

日本小行星探测器隼鸟2号的密封舱已安全返回地球。隼鸟2号通过在小行星上形成了人造撞击坑等,创造7项全球首次显示出了存在感。但就全球的太空开发而言,在中国等新兴国家崛起的同时,以民间企业为主导的趋势增强。要避免日本落后于世界潮流,能否像隼鸟2号那样拓展领先全球的擅长领域,是日本今后面临的课题。

隼鸟2号创造出“全球首次”的7项成果的是,(1)形成人造撞击坑;(2)利用小型机器人对小天体(小行星等)的移动进行探测;(3)向小天体投下多个探测机器人;(4)在同一小天体的2个地点着陆;(5)在误差精度要求极高(60厘米)的地点成功着陆;(6)对地球圈外天体进行内部调查;(7)投放了多个环绕小天体的最小人造卫星。

尤其是向小行星“龙宫”发射金属弹来形成人造撞击坑的技术,不仅可以采集内部样本,还起到了太空卫士的作用,可以改变将来有可能撞击地球的小行星的轨道。

隼鸟2号的另一项巨大成果是在没有出现明显故障按计划带回了样本。曾在隼鸟1号上发生故障的离子发动机等运转顺利。尽管此次的过程不像隼鸟1号那样富有戏剧性,但却向全世界展示了成熟的技术和应用经验。

隼鸟2号的开发和制造有200~300家企业参与,其中大部分是日本企业。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)起到了指挥部的作用,总体系统设计和开发由NEC负责。

NEC改进第一代隼鸟号配备的离子发动机,将推进力提高了25%。将样品顺利带回地球的再入大气层密封舱则由NEC和IHI子公司的IHI太空公司(IHI Aerospace)等开发。进入大气层时,由于摩擦,密封舱表面达到3千摄氏度,但通过利用火箭等使用的耐热性高的碳纤维强化塑料(CFRP)等措施,实现了密封舱返回。

该密封舱配备了AES公司(东京中央区)设计和制造的测量仪器,测量了再入大气层时密封舱的加速度、旋转速度和内部温度。这些数据不仅可用于今后的太空开发,而且有助于材料开发等的可能性也不断出现。可以说显示出结合各企业拥有的高水平技术,进而取得成功的综合实力。

当然,全球的太空开发处在大变革之中。在冷战时代,美苏压上国家的威信,投入巨资,但如今美国也没有这样的能力。为了降低成本,NASA一直将发射等委托给民间企业。这种充分利用民间企业力量的措施培育出SpaceX等太空初创企业,还成为吸引投资资金的契机。

SpaceX在民间首艘载人宇宙飞船发射上取得成功,11月将日本航天员野口聪一等人送到国际空间站(ISS),业务发展迅速。发射多颗小型卫星,提供互联网接入和详细观测数据的“巨型星座”(mega-constellations)那样的规则改变也在取得进展。

以力争成为太空强国的中国为代表,新兴市场国家的增长显著。中国12月1日使“嫦娥5号”在月球软着陆,在样品采集方面取得成功。力争登月的印度和发射火星探测器的阿拉伯联合酋长国(UAE)等也在提升实力。缺乏资金的日本要显示存在感,像隼鸟2号显示的那样加强自主优势的挑战不可或缺。

目前,民间企业主导的太空产业仅处于被称为近地轨道(LEO)的地表到2000公里以内的极近领域。而在类似隼鸟2号着陆的小行星、月球和火星那样被称为深太空(Deep Space)、距离地球遥远的领域的探测方面,仍是美国国家航空航天局(NASA)和JAXA这样的国家机构唱主角。但在今后,不仅是地球附近的近地轨道,在行星等深太空的探测方面,民营企业大显身手的舞台无疑也将扩大。

小行星分为金属丰富的类型和富含水的类型,将来有望作为宇宙资源得到利用。力争在月球和小行星上开采资源的航天初创企业也在日美等国出现。隼鸟2号验证的小行星探测的技术和经验将成为发展这些航天产业的基础。

日本将航天产业定位为增长产业,但初创企业培育和人才确保等课题堆积如山。将通过隼鸟2号等科学探测获得的技术和人才迅速从JAXA转移至民间极为重要。日本创造自主优势的挑战将有助于在全世界提高存在感,进而推动日本的航天产业发展。