一文读懂！天问二号为啥要去这颗小行星，这次“取样”又要经历哪些难关？

5月29日凌晨，西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭托举行星探测工程天问二号探测器直冲霄汉。

问天求索，我国首次小行星探测与采样返回之旅正式启程！

天问二号任务设计周期10年左右，主要任务目标是对小行星2016HO3进行探测、取样并返回地球，此后再对主带彗星311P开展科学探测。这是继探月、探火后，中国人在浩瀚星宇的又一次重要探索之旅。茫茫星海，为何选择“追”这两颗星？它们有什么特别之处？天问二号又会面临怎样的困难？

新华社照片，5月29日凌晨1时31分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。火箭飞行约18分钟后，将探测器送入地球至小行星2016HO3转移轨道。此后，探测器太阳翼正常展开，发射任务取得圆满成功。 新华社记者 才扬 摄

十年时间“一箭双雕”

天问二号总的任务周期大约是10年，其中用两年半左右的时间完成对小行星2016HO3的伴飞、取样并返回地球。此后则会继续它的第二项任务：对主带彗星311P的伴飞探测。为什么选定这两个星体作为探测目标？它们有什么特殊之处？

2016年，美国夏威夷的泛星计划巡天望远镜首次在浩瀚星空中捕捉到了2016HO3的踪迹，这颗小行星也由此得名——2016代表发现的年份，HO3则表示小行星在4月下旬被发现的顺序编号。后来，这颗小行星还被赋予了一个浪漫的夏威夷语名字：Kamo'oalewa，意为“振荡的天体碎片”。

上海天文馆副研究馆员、上海市天文学会副理事长施韡介绍，2016HO3小行星是人类发现的第一颗地球准卫星，但它并不是地球的天然卫星，而是一颗参数与地球比较接近的小行星，从地球看它仿佛在绕着地球转圈。

“科学家怀疑它是从月球上撞出来的碎片，如果能顺利获取2016HO3的样品，那么和月球样品做下比较，有望解开它的身世之谜，看看它是不是月球的‘亲戚’。”施韡解释，“如果说它跟月球样品差异很大，那就要怀疑其他起源的可能性了。所以2016 HO3身上或许藏着月球形成之谜以及轨道演化历史等科学问题。”

而311P在2013年被发现，是人类确认的第七颗主带彗星，身处火星与木星之间的小行星带。传统理论认为，彗星一般来自太阳系边缘，包含着大量的冰物质。当它们靠近太阳时，内部冰物质受热蒸发，会形成壮丽的彗尾。但311P“定居”的小行星带很靠近太阳了，被普遍认为难以保留水冰等挥发性物质。主带彗星打破了天文学家的固有认知。

“对311P开展探测，有助于了解小天体的物质组成结构，还有太阳系物质分布和演化历史等问题。”施韡称。

“走钢丝”般新技术或带回惊喜

月球是地球的卫星，距离地球大约38万公里，而小行星2016HO3即便是距离地球最近的时候，也相当于地月距离的大约30—40倍。而主带彗星311P的位置则更加遥远。对如此遥远的星体进行伴飞，还要对小行星进行取样返回，天问二号会面临怎样的困难？

在天问二号之前，日本“隼鸟号”“隼鸟2号”，美国“奥西里斯王号”等都曾执行过小行星采样任务，那天问二号会有何不同呢？据了解，日美探测器采用的“触碰即走”模式，本质是“擦边球式采样”。天问二号将开创性地采用三种不同的采样方式：触碰采样、悬停采样、附着采样——后两者都是国际上没有先例的。这样“走钢丝”般的新技术能提高采样成功的可能性，三种采样方式“总有一款适合”，也有望采集到不同类型的样品，如星壤、砾石、石块等。

“采样难度非常大。”施韡表示，“小行星质量很小，引力非常微弱，着陆（附着）时稍有不慎就会弹飞；此外，小行星布满碎石，能落脚的地方不多；加之人类对2016 HO3 的情况知之甚少，需要等探测器抵近观察后制定具体方案。”

据称，天问二号预计将采集超过100克样品。值得一提的是，“回家”之旅中，天问二号的返回舱将以12千米/秒（超第二宇宙速度）再入大气层，承受315焦耳/平方米的极端高温。相比之下，嫦娥五号的再入速度为11公里/秒，且采用“弹道—升力式”减速，而天问二号只能依赖“纯弹道式硬扛”——这种“暴力美学”背后，是我国在“超高温材料”和“气动设计”上的突破。

金牌火箭护航问天之旅

此次，天问二号从西昌卫星发射中心踏上“问天”之旅，选择的火箭是长征三号乙运载火箭。

据介绍，长征三号乙运载火箭是一款“金牌火箭”——它是我国唯一一款执行过超百次发射任务的火箭，不仅发射过北斗、嫦娥，还发射过像风云、天链等卫星。

新华社照片，5月18日，行星探测工程天问二号探测器在西昌卫星发射中心按计划完成技术区总装、测试、加注等工作后，顺利转入发射区。此前，执行天问二号发射任务的长征三号乙遥一一〇运载火箭，于5月14日顺利由技术区转入发射区，并完成吊装、对接等工作。新华社发（石一辰摄）

长三乙是长征三号系列火箭三兄弟里面力气最大的。它的地球同步转移轨道运载能力达到5.55吨，这个运载能力和天问二号探测器（重2.6吨）的质量要求更为贴合，所以性价比高也就让它成为这次任务的不二之选。

“小行星本身的体积小、质量小、引力弱，捕获难度大，对火箭的入轨精度要求极高。这次火箭入轨速度达到11.2千米/秒，同时偏差不能超过1米/秒，难度系数是非常大的。这也是选择长征三号乙这款‘金牌火箭’的一个重要原因。”施韡解释。

深空探测是全球科技竞争的制高点。2021年，天问一号成功落火，我国通过一次发射，实现火星环绕、着陆、巡视探测三大任务，在世界航天史上尚属首次。根据计划，在今年发射天问二号之后，中国还将在2028年前后及2030年前后陆续发射天问三号和天问四号。其中天问三号作为中国第二次火星探测任务，确立生命痕迹探寻为第一科学目标，将突破火面采样、火面起飞上升、环火交会和行星保护等关键技术，挑战将火星样品带回地球；天问四号则将对木星和木星的卫星进行研究，对木星空间和内部结构进行探测。

原标题：《一文读懂！天问二号为啥要去这颗小行星，这次“取样”又要经历哪些难关？》

栏目编辑：马丹 题图来源：新华社 图片来源：新华社

来源：作者：新民晚报 郜阳