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北京日报客户端|“嫦娥5号”要上月球采样了！说说地外星球采样返回那些事( 二 )


1972年2月14日发射的“月球20号”与“月球16号”基本相同 ， 但由于遇上了玄武岩 ， 它只从月球阿波罗尼厄斯高地采集到了55克月球样品 。
“月球24号”于1976年8月18日在月球危海东南部软着陆 。 其结构与月球16号、20号一样 ， 但它从2米深处挖取了月球岩 ， 并总共从月球危海获得了170克的样品 。
北京日报客户端|“嫦娥5号”要上月球采样了！说说地外星球采样返回那些事
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苏联“月球16号”月球采样返回探测器 。
问：美国在地外星球采样返回方面做了哪些事？
答：不算“阿波罗”对月球进行的载人采样返回活动 ， 美国现已对彗星、太阳和小行星等地外星球进行了无人采样返回探测 。
“星尘号”采集彗星尘埃微粒 。 1999年2月7日 ， 美国发射了“星尘号”彗星探测器 ， 主要任务是在2004年1月飞到“怀尔德2号”彗星 ， 在穿过彗尾的过程中采集尘埃及气体样本 ， 并在2年后送回地球 。
“星尘号”携带了返回舱、彗星与星际尘埃分析仪、尘埃撞击监测仪和太阳能电池板及其保护装置 。 其中返回舱内装有“气凝胶尘埃收集器”、相机等科学仪器 。
2004年1月2日 ， “星尘号”与“怀尔德2号”交会 ， 遭到数百万彗星微粒的撞击 。 在此期间 ， 星尘号伸出类似网球拍的“气凝胶尘埃收集器”来收集彗星的尘埃微粒 。 然后折叠收入返回舱 ， 贮存于容器中 。
全球独一无二的“气凝胶尘埃收集器”是由一位当时65岁的美籍华人科学家邹哲设计的 ， 当粒子撞上气凝胶时 ， 会立即把自己“埋”在里面 。 返回地面后再寻找这些彗星的尘埃微粒 。
2006年1月15日 ， 装有彗星物质的羽毛球状返回舱通过降落伞着陆于美国犹他州盐湖城东南160千米的沙漠上 。
“起源号”采集太阳风粒子 。 2001年8月8日 ， 美国“起源号”太阳采样返回探测器升空 。 2001年12月3日至2004年4月1日 ， 该空间探测器在日地拉格朗日1点（L1）累计采样850天 ， 采集了约10-20微克太阳风粒子 。
这是继“阿波罗”登月飞船后人类第二次将太阳的样本带回地球 。 当时“阿波罗”飞船在地球和月球间飞行时采集到了太阳样本 。 但由于受到技术的限制 ， 使用的采集器是飞船表面的一块锡箔 。 锡箔上的杂质使研究者难以分辨样本究竟来自太阳还是锡箔本身 。
“起源号”上的收集设备特别纯净 。 “起源号”外形看上去像一块打开的腕表 。 采样返回舱安装在平台的顶部 。 返回舱包括热防护罩、后壳、采样罐、降落伞系统和电子设备 。 采样罐内装有太阳风粒子采集器阵列和离子集中器 ， 利用中心旋转机械装置来展开采集器阵列 。
2004年9月8日 ， 探测器的返回舱以11.04千米/秒的速度在125千米高度再入地球大气层 。 返回舱在下降过程中 ， 由于加速度计安装错误 ， 导致主降落伞没能按程序打开 ， 返回舱以32千米/小时的速度撞地而遭到损坏 ， 所以只收回了部分太阳风粒子 。
“奥西里斯-雷克斯”采样贝努小行星 。 2016年9月9日 ， 美国首个小行星采样返回探测器——“奥西里斯-雷克斯”升空 ， 目标是对贝努小行星进行采样返回探测 。 它于2018年8月抵达贝努 ， 并在环绕贝努的轨道上展开了为期两年的科学研究 。 2020年10月20日 ， 该探测器使用采样机械臂末端的采样器采集了60克至2千克的贝努表面风化层样品 。
这个探测器采用“接触即离”的方式进行采样 ， 即探测器整体并不着陆 ， 当探测器接近目标时伸出采样机械臂 ， 其采样器与贝努表面只接触几秒钟就在瞬间完成采样 ， 然后迅速飞离小行星 。 这种方式省去了采样前的着陆和固定以及采样后离开表面前的解锁过程 。
“奥西里斯-雷克斯”将于2021年3月开始返回地球的旅程 ， 计划在2023年9月将采样返回舱送回地球 。
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