中國行星探測將迎來里程碑的一刻,“天問二號”任務(wù)發(fā)射窗口期正式敲定,準(zhǔn)備在5月29日實施發(fā)射,開始進行中國首個小行星與彗星聯(lián)合探測任務(wù)。這次任務(wù)將耗費10年時間,探測器將飛越4億多公里,為我國深空探索再添新篇章。
“天問二號”將采用長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,其任務(wù)主要有兩大核心:
一是對近地小行星2016 HO3的伴飛、測繪、采樣返回。
二是對主帶彗星311P的伴飛與近距離探測。
一次發(fā)射完成兩個任務(wù),從設(shè)計上就已經(jīng)突破了單一模式,實現(xiàn)了“一箭雙星”的高效探測策略。
其實,這也是我們探月過程中積累的經(jīng)驗之一,采樣返回的軌道器往往都去執(zhí)行新的神秘任務(wù)了。
比如嫦娥五號的軌道器與返回器在距離地球5000公里分離后,就飛向了距離地球約150萬公里的日地拉格朗日L1點。
而嫦娥二號也曾在完成高分辨率全月圖成像及既定工程目標(biāo)后,其軌道器前往日地拉格朗日L2點。
嫦娥三號也是在完成任務(wù)后,其軌道器借力奔赴地月拉格朗日L2點,并建立環(huán)繞運行軌道。
嫦娥四號、嫦娥六號都是如此,都在完成任務(wù)之后進行擴展任務(wù)。
所以,當(dāng)我們看到“天問二號”連續(xù)執(zhí)行2個任務(wù),就不得不感慨這絕美的任務(wù)設(shè)計。
有人說:天問二號發(fā)射后,宇宙將成為中國的“大號采礦場”。也有人說:“天問二號的尾焰照亮的不僅是夜空,更是一個將太陽系納入資源版圖的野心。”
其實,這都言之過早。我們一直都都在邀請志同道合的朋友,一起探索宇宙,一起分享探索成果,這在本質(zhì)上就與“美蘇太空爭霸”時期的任務(wù)不同。
大家知道,我們準(zhǔn)備要建立小行星防御系統(tǒng),一方面這需要建立更多的觀察站點,另一方面還需要我們對小行星更加了解。
所以,“天問二號”任務(wù)首先要探索的就是小行星2016 HO3(中文名暫叫“振蕩天星”),因為它可能保存著太陽系剛誕生時的金屬和石頭,而彗星311P可能藏著地球水的“原始配方”。
小行星探測主要分為以下幾個關(guān)鍵節(jié)點:
探測器將搭載多種科學(xué)載荷,首先對近地小行星 2016 HO3 進行繞飛探測,而后附著于小行星表面,采集樣品并踏上返程。
在地球附近,探測器釋放返回艙,把珍貴的小行星樣品送回地球,整個過程預(yù)計在 3 年內(nèi)完成。
完成此次任務(wù)后,探測器借助地球、火星的引力加速,歷經(jīng)約 7 年飛行,奔赴小行星帶,對主帶彗星 311P 展開繞飛探測。
值得強調(diào)的有,我們探測小行星的方式,既不像探月時的“挖、鉆、鏟”,也不是像日本“隼鳥”探測器那樣“撞擊”,而是采用“扎針吸取”的方式。這就有點像蜂鳥采蜜的樣子了。
采取這種方式,最為重要的原因是,我們對該小行星了解的還不多,并且著陸難度還很大,并且小行星表面可能還有很多碎石塊,無法長時間采用月球上的采樣方式。
而2016HO3這顆之所以被選中當(dāng)作我們首個探索的小行星,主要是因為:
1、軌道特性獨特
它是人類發(fā)現(xiàn)的第一顆地球準(zhǔn)衛(wèi)星,是地球的1:1共軌天體,稱為“最穩(wěn)定的地球準(zhǔn)衛(wèi)星”。并非地球天然衛(wèi)星,也不屬于典型近地小行星 。
其軌道參數(shù)與地球幾乎相同,幾乎和地球同步繞太陽公轉(zhuǎn),一直在地球附近 “游蕩”,這種特殊軌道使得對其探測具有獨特意義。
2、可能保留原始信息
這類小行星保留著太陽系誕生之初的原始信息,堪稱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” ,具有極高科研價值 。通過探測分析,有望深入了解太陽系起源與演化等重大科學(xué)問題。
3、可能與月球相關(guān)
科學(xué)家推測它可能是月球在遠古撞擊事件中的拋射物。2024 年,清華大學(xué)航天航空學(xué)院研究團隊通過數(shù)值模擬,認為其最有可能來自月球背面的布魯諾撞擊坑 。若能證實其與月球的關(guān)聯(lián),將為地月系統(tǒng)起源和演化研究提供關(guān)鍵線索 。
我們這次對2016HO3將實現(xiàn)三個科學(xué)目標(biāo):
1、測定軌道參數(shù)、自轉(zhuǎn)參數(shù)、形狀大小和熱輻射等物理參數(shù)。
2、探測形貌、表面物質(zhì)組分、內(nèi)部結(jié)構(gòu),獲取小行星樣品的背景信息。
3、對2016HO3返回樣品開展實驗室分析研究,測定小行星樣品的物理性質(zhì)、化學(xué)與礦物成分、同位素組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等。
值得強調(diào)的是,這次小行星采樣返回將是我國返回器首次超第二宇宙速度再入地球,也將為以后火星采樣返回奠定基礎(chǔ)。
天問二號在執(zhí)行完小行星探測之后,將對主帶彗星311P進行伴飛探測,研究其形貌、表面物質(zhì)組分等信息。
主要是因為這顆彗星運行在火星與木星軌道之間,在2013年被發(fā)現(xiàn),具有6個彗星尾巴,軌道周期很短,只有5.7年,屬于比較特殊的一類。我們一般認為彗星是有水源存在的,增加一些了解。
還有一個重要部分要說的,就是天問二號探測器總設(shè)計師名叫“張熇”,說名字大家也許不記得,但是一張照片曾經(jīng)引起廣泛關(guān)注。那時候,這位女總師還是嫦娥四號探測器項目執(zhí)行總監(jiān)和副總設(shè)計師。
當(dāng)嫦娥四號成功在月背著陸時,張熇緊緊握住葉培建院士的手,掩面而泣??赡苤挥兴麄冏约翰胖?,被外部連一顆螺絲釘都要封鎖的中國航天,能取得這樣的成績是多么的不容易。
2020年我們發(fā)射了“天問一號”,“祝融號”火星車成功探索火星,現(xiàn)在的“天問二號”可以看作是行星探測工程的第二個重要階段,它將為天問三號提供了很重要的前期技術(shù)儲備和技術(shù)驗證,也將為天問四號前往木星和天王星的探測奠定基礎(chǔ)。
讓我們一起祝愿“天問二號”可以取得圓滿成功!
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