5月29日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭搭載著天問二號(hào)探測(cè)器，在烈焰和轟鳴聲中騰空而起，奔赴浩渺的太空，邁出了行星探測(cè)工程的重要一步。
天問二號(hào)此行肩負(fù)著兩大艱巨而光榮的使命：
首先要對(duì)小行星2016HO3展開全方位探測(cè)，并采集珍貴樣本，用返回艙送回地球；
隨后主探測(cè)器還要繼續(xù)馬不停蹄奔赴主帶彗星311P，開展深度科學(xué)探測(cè)。
為什么要去探訪小行星和主帶彗星？
難度有多大？
將帶來哪些深遠(yuǎn)影響？
什么時(shí)候回來？
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今天1時(shí)31分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功將行星探測(cè)工程天問二號(hào)探測(cè)器發(fā)射升空（詳情>>）。這意味著，我國深空探測(cè)又邁出了新的一步。
這次擔(dān)任01號(hào)指揮員的張潤紅是我國航天發(fā)射陣地首位女性指揮員，天問二號(hào)是她作為指揮員第15次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，從去年年底，她就在為天問二號(hào)的發(fā)射做準(zhǔn)備了。對(duì)于此次天問二號(hào)任務(wù)，張潤紅深感責(zé)任重大。
由于目標(biāo)小行星與地球的相對(duì)位置一直在變化，天問二號(hào)必須在一個(gè)固定的時(shí)間段內(nèi)發(fā)射，才能盡可能節(jié)省燃料，因此留給火箭的發(fā)射窗口只有短短4分鐘。除了窄窗口發(fā)射，火箭的入軌速度要達(dá)到每秒11.2公里，并且要求高精度入軌。這相當(dāng)于從上海投出一個(gè)籃球，要投中位于北京的籃筐，還要保證籃球入筐時(shí)的飛行角度和速度。
中國航天科技集團(tuán) 陳閩慷：這一次任務(wù)對(duì)入軌精度要求比普通高軌發(fā)射任務(wù)要高一倍。我們?cè)谶@方面其實(shí)是采取了一些辦法，比如說對(duì)于制導(dǎo)方法的變化，能夠讓火箭在比較大的偏差情況下仍然滿足入軌要求。
此次執(zhí)行天問二號(hào)發(fā)射任務(wù)的是我國的“金牌火箭”長三乙火箭，長三乙火箭是我國高軌發(fā)射的主力火箭，也是我國宇航發(fā)射次數(shù)最多的火箭，此前已經(jīng)完成108次發(fā)射，曾執(zhí)行過嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)等探月工程任務(wù)。設(shè)計(jì)人員歷時(shí)2年完成了多輪設(shè)計(jì)迭代。
陳閩慷：在2023年年底，長征三號(hào)乙火箭做了一次換版，可以說是最新版的長三乙火箭，無論是可靠性還是運(yùn)載能力都可以更好滿足這次天問二號(hào)的任務(wù)要求。
天問二號(hào)任務(wù)周期約為10年，主要任務(wù)是對(duì)小行星2016HO3進(jìn)行探測(cè)、取樣并返回地球，此后再對(duì)主帶彗星311P開展科學(xué)探測(cè)。那么，這次天問二號(hào)首先要去的2016HO3究竟是怎樣一顆小行星呢？
中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)近地天體望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)員 胡龍飛：2016HO3這顆小行星比較特殊，好比地球的一個(gè)“小跟班”，而且跟地球也會(huì)保持相對(duì)穩(wěn)定的一個(gè)軌道。這個(gè)“小跟班”有的時(shí)候會(huì)跑到地球前面去，有的時(shí)候又落到地球的后邊去。
2016年4月26日，人類在浩瀚星空中捕捉到了一顆“特殊”的小行星——2016HO3，天文學(xué)家經(jīng)過軌道觀測(cè)與計(jì)算模擬發(fā)現(xiàn)，2016HO3就像月球之外的另一顆天然地球衛(wèi)星，它位于一個(gè)非常奇特的軌道上，不僅像其他小行星那樣環(huán)繞著太陽飛行，同時(shí)還在一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的軌道相對(duì)地球上下左右“振蕩”運(yùn)行，因此被命名為“振蕩天星”。
天問二號(hào)任務(wù)副總師、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員 劉建軍：這個(gè)小天體很有特點(diǎn)，我們叫它地球準(zhǔn)衛(wèi)星，它和地球是共軌的，也是繞著太陽公轉(zhuǎn)。當(dāng)初我們論證的時(shí)候只發(fā)現(xiàn)了五顆，現(xiàn)在應(yīng)該是七顆了，非常稀有，物以稀為貴，對(duì)科學(xué)家來說希望探測(cè)了解。還有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，工程可達(dá)性比較好，所以從科學(xué)和工程兩方面結(jié)合，相當(dāng)于一拍即合，我們就去干。
專家介紹，這類小行星保留著太陽系誕生之初的原始信息，是研究太陽系早期物質(zhì)組成、形成過程和演化歷史的“活化石”，具有極高的科研價(jià)值。也有科學(xué)家推測(cè)，2016HO3很有可能是某次遠(yuǎn)古的天體撞擊事件的拋射物。
那么，這顆神秘的小行星究竟是什么樣的？2024年3月29日，位于青海冷湖，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)與中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)聯(lián)合研制的墨子巡天望遠(yuǎn)鏡捕捉到了這顆距地球數(shù)千萬公里的小行星的珍貴影像。
中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員 季江徽：天問二號(hào)的第一個(gè)目的地2016HO3是一個(gè)很暗弱的小黑點(diǎn)，周圍不動(dòng)的都是恒星，從圖像上面相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以找到小行星的存在。雖然是一個(gè)2.5米口徑的光學(xué)大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡，但是這個(gè)小行星看起非常小，直徑只有50米大小，相當(dāng)于一個(gè)足球場(chǎng)那么寬。拍這樣一個(gè)小行星在地面上來講是一件非常困難的事情，如果天問二號(hào)在太空中尋找它，在飛行過程中不斷地逼近它，甚至最終在它的表面實(shí)現(xiàn)采樣，帶回地球，這對(duì)于工程任務(wù)來講是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的事情。
天問二號(hào)任務(wù)到底有多難呢？天問二號(hào)共包含13個(gè)飛行階段，整個(gè)飛行過程復(fù)雜且精細(xì)。作為探測(cè)器系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人，余后滿向記者坦言，這次任務(wù)的難度和挑戰(zhàn)前所未有。
中國航天科技集團(tuán) 余后滿：這個(gè)路沒走過，不像月球探測(cè)也走了那么多遍，是一條全新的路。這里面是不是所有的風(fēng)險(xiǎn)我們都識(shí)別全了，所有的因素都考慮到了，所有的不確定都想充分了，總擔(dān)心這里面有想不到的地方，這也是科學(xué)探測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)所在。
首先，要在距離地球數(shù)千萬公里、直徑只有幾十米的小行星上著陸，本身就是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
余后滿：目前國外的小行星探測(cè)任務(wù)著陸精度大概都是在15米以上，但是這顆小行星太小，要求著陸精度半徑在1米左右。這顆小行星非常小，轉(zhuǎn)速非?？?，形狀不規(guī)則，我給它總結(jié)就是小、快、怪。這顆小行星到底是一塊完整的石頭，還是一個(gè)碎石堆，上面有沒有風(fēng)化層，風(fēng)化層在什么地方，厚不厚，還有很多不確定因素，這些東西決定了小行星任務(wù)肯定是邊飛、邊探、邊決策。
此次任務(wù)挑戰(zhàn)和難度最大的無疑就是在小行星上采樣了。無論采取哪種采樣方式，都必須克服微重力的影響。
余后滿：無論是月球還是以后要實(shí)行的火星采樣，都有一定的重力，而小行星因?yàn)樘?，重力基本上可以忽略不?jì)。在這種情況下很可能稍微一觸碰，主探測(cè)器就彈開了，采樣的時(shí)候因?yàn)闆]有重力約束，樣品處于自由狀態(tài)，可能每秒一兩個(gè)厘米的逃逸速度，樣品就飛走了，所以這個(gè)采樣的難度非常高。
天問二號(hào)在完成對(duì)小行星2016HO3的探測(cè)、取樣任務(wù)后，返回艙將與主探測(cè)器分離，于2027年底返回地球。主探測(cè)器則繼續(xù)飛行，前往主帶彗星311P，開展后續(xù)探測(cè)任務(wù)。
2013年，科學(xué)家在火星與木星軌道之間的主小行星帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一顆身后拖著多條塵埃尾、外觀和彗星十分相似的小天體，這在小行星帶中極為罕見。它不僅擁有小行星的穩(wěn)定軌道，還會(huì)像彗星一樣偶爾釋放塵埃，因此被稱為“主帶彗星”，并命名為311P，它是人類確認(rèn)的第七顆主帶彗星，也是迄今為止形態(tài)最奇特的一顆。
季江徽：整個(gè)太陽系里面除了大行星以外，還有很多小行星，大部分分布在火星軌道和木星軌道之間，這樣一個(gè)區(qū)域就叫作主帶，所以主帶彗星軌道是在主帶，它又像彗星，就像311P一樣，有六個(gè)彗尾，像孔雀開屏一樣，所以有些專家給它起了一個(gè)綽號(hào)，叫“孔雀小行星”。通過天問二號(hào)這樣一個(gè)探測(cè)任務(wù)回答這些小行星、彗星、主帶彗星之間的聯(lián)系，可以給出很好的答案。
天問二號(hào)探測(cè)器上共配置了中視場(chǎng)彩色相機(jī)、多光譜相機(jī)、可見紅外成像光譜儀、熱輻射光譜儀等11臺(tái)科學(xué)設(shè)備，這些先進(jìn)設(shè)備將助力探測(cè)器在飛行過程中對(duì)小行星和主帶彗星進(jìn)行探測(cè)，獲取科學(xué)數(shù)據(jù)。
劉建軍：在地面上用光譜儀推掃一個(gè)對(duì)象就可以看到它的紋理信息，同時(shí)也可以看到它的光譜信息。未來在軌探測(cè)的時(shí)候也是一樣，對(duì)小行星一個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描成像就可以得到它的物質(zhì)成分，通過每一點(diǎn)光譜信息得到整個(gè)小天體的光譜信息、成分。
天問二號(hào)的發(fā)射不僅引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，還吸引了很多航天愛好者來到發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)。我們期待著它取得更多原創(chuàng)的科學(xué)成果，揭開更多宇宙的奧秘。
發(fā)射的圓滿成功，僅僅是天問二號(hào)漫長星際征程的第一步。天問二號(hào)任務(wù)技術(shù)難度大，工程風(fēng)險(xiǎn)高。發(fā)射入軌后，還將經(jīng)歷12個(gè)飛行階段，可謂征程萬里，重任在肩，前路是星河璀璨，卻也有著重重兇險(xiǎn)。這個(gè)小小的探測(cè)器承載著中國航天人的智慧與心血，也寄托著人類對(duì)宇宙的探索渴望。期待天問二號(hào)能夠按計(jì)劃精準(zhǔn)完成各項(xiàng)探測(cè)任務(wù)，收獲具有開創(chuàng)性的科學(xué)成果，為我們帶回來自遙遠(yuǎn)星辰的答案。
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