根據國家航天局的消息,早在2月份就運抵西昌衛星發射中心的天問二號探測器,已于5月18日順利轉入發射區,本月底將擇機實施發射。
天問二號的探測目標非常特殊,是小行星和彗星。人類探測月球、太陽系行星的嘗試已經有很多了,小行星確實比較冷門,此前只有美、日兩國實現過。
我國為啥要探測這樣的小天體呢?和美、日相比,咱們的任務難度有怎樣的提升呢?
研發故事:從實驗室到發射場的十年長征
2016年:在12月發布的《2016中國的航天》白皮書中,我國規劃了幾大行星探測任務,其中首次提到了小行星探測計劃。
2022年:天問二號進入初樣研制階段,電性產品啟動綜合測試。
2023年:3月,任務正式獲國家批準立項,明確探測目標:從近地小行星2016HO3采樣返回,并伴飛探測主帶彗星311P。初樣研制階段基本完成,計劃中期轉入正樣研制,發射時間鎖定2025年5月前后。
2024年:2月,天問二號運抵西昌衛星發射中心,準備就緒,等待時機。5月底,它就會發射升空,開啟太陽系小行星的探測之旅。
后續計劃:大概一年的時間,天問二號就會來到2016HO3附近,展開近距離探測和采樣工作。隨后,探測器會帶著小行星樣本,再花半年的時間,回到地球上空,將樣本“空投”進大氣層。
主探測器不會返回地面,而是一個華麗轉身,朝彗星311P進發。這個過程就比較漫長了,需要差不多7年的時間。等它接近彗星時,這個任務已經接近10年了,可見我國航天人還任重道遠。
為啥要花30億去“撿石頭”?
- 破解太陽系誕生之謎:2016 HO3形成于46億年前,其物質可能保留著太陽系原始星云的“配方”,是我們研究太陽系起源及其早期歷史的“活化石”。
- 生命誕生之謎:天文學家認為,地球生命的起源可能和小天體有分不開的關系。不論是生命之源——水,還是構成生命體的最基礎有機物,都有可能是小天體帶到地球來的。通過對小行星或者彗星的采樣探測,或許能夠找到相關證據。
- 行星防御技術儲備:小行星不僅可能創造生命,還有可能毀滅生命。6600萬年前,就有一顆小行星徹底毀滅了恐龍,人類需要防止災難再次發生。除了有效的觀測之外,一旦遇到真正有威脅的小天體,人類需要有技術通過航天器改變其軌道,將危險扼殺在搖籃中。
- 主帶彗星謎團:關于311P所代表的主帶彗星,天文學家還有很多疑惑的謎題,比如它們的起源、真實身份、各方面特性等。如果能夠近距離探測,就可以得到更多線索來解答謎題。
換句話說,這一次天問二號任務,不僅僅可以取得許多直接的科研成果,還會給未來的航天任務打下堅實的基礎,便于后續任務的展開。
一箭雙雕
- 2016HO3
發現于2016年,是一顆體型比較小的小行星,直徑僅有40~100米。
它的身份非常特殊,不僅是一顆阿波羅型近地天體,更是一顆地球準衛星。也就是說,它的軌道和地球保持著高度一致。觀測結果表明,它的近日點和遠日點分別為0.9和1.1個天文單位,距離地球最近時僅有521萬公里,公轉周期為366天。
有趣的是,有些科學家甚至認為,這顆小行星其實是月球的一部分,后來由于宇宙碰撞事故被炸出月球,成為了獨立的小天體。
- 311P
311P彗星(PanSTARRS)是在2005年時被發現的一顆主帶彗星,半徑約240米。我們已知的許多著名彗星,都來自遙遠的奧爾特云,由于它們的公轉周期都很長,所以被稱為長周期彗星。但在內太陽系,也有一個區域隱藏著比較多的彗星,那就是主小行星帶,這些彗星就被稱為主帶彗星。
長周期彗星的軌道一般是偏心率極大的橢圓,近日點在地球軌道之內,遠日點遠遠超過了冥王星軌道。而主帶彗星的軌道相對規整一點,比它們更接近正圓。
311P的真實身份,目前還存疑,也有人認為它是一顆小行星,而不是彗星。天問二號的近距離飛掠,或許可以給出最終答案。
美、日望塵莫及
說到小行星探測任務,美、日兩國確實比我國實施得更早。但這不意味著我們不如他們,恰恰相反,咱們醞釀的時間更長,是在準備更強的“大招”。從任務難度上說,天問二號遠遠超過了美、日兩國以往的相同任務。
首先,老美的小行星采樣,任務就是把樣品帶回來,并沒有涉及到二次探測。而我國一箭雙雕,采樣之余還能順便探訪其他天體,不僅航天器的利用率更高,而且任務難度更大。
當然了,這個模式不是我國原創的,隔壁島國的隼鳥二號探測器也是這樣的。在帶回小行星龍宮的樣本后,它又去探測其他小行星了。
但是,龍宮的直徑有差不多1公里,而我們要探測的小行星,直徑連100米都沒有。相比之下,我們的繞飛、采樣等任務,難度都遠遠超過了隼鳥二號。
雖然美、日兩國心里不爽,但我們確實難度更大,需要的技術更復雜。一旦成功,取得的成就也是兩國無法比擬的。
因此,中科院紫金山天文臺行星科學與深空探測實驗室主任季江徽曾經指出,小行星表面采樣任務,從一定程度上標志著我國從航天大國提升為航天強國。
天問家族的“宇宙接力賽”
2028年:天問三號出征火星實施采樣,預計2030年返回。這一次天問二號任務驗證的技術,也將在天問三號加以利用。相比之下,美國的毅力號火星車采集的大量樣本,原本也計劃2030年左右帶回地球,如今方案已經被推翻,不知道什么時候能實現了。
2030年:天問四號奔赴木星,主要探測對象是木星及其衛星木衛四。此外,本次任務預計還會“順帶手”地飛掠一顆小行星,另外還有一個副探測器,隨后前往天王星,對這顆遙遠的冰巨星進行飛掠探測。可以說,天問四號任務的效率也是相當之高。
整個天問系列,就代表著我國行星探測工程對宇宙的探索。天問一號總設計師張榮橋也曾經表示:中國航天將探索更多的星球。
我們也期待著行星探測任務繼續推進,探索太陽系的更深處。
美、日的心里只有征服,而我們的心里,只有征途。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.