中國小行星探測工程“天問二號”探測器即將出發,前往“2016 HO3”伴飛、取樣、返回,并進行拓展任務——伴飛探測主帶彗星311P。有人說,這兩個目標天體都是美國發現了,現在是不是相當于“美國負責發現,我們負責探測”?
實際上,這話說對了一點點,但是情況并非如此。我們知道2016 HO3由美國夏威夷泛星計劃望遠鏡于2016年4月27日發現的,主帶彗星 311P是美國泛星計劃望遠鏡2013 年 8 月 27 是在火星與木星軌道之間的主小行星帶內發現的。
但是,根據現行規定,誰發現了宇宙天體,并不意味著完全擁有命名權,也不可以禁止他國探測。發現宇宙天體并不意味著完全擁有命名權,也不可以禁止他國探測。
在國際天文學聯合會成立之前,天文學家發現天體后可較隨意地命名。但1919年國際天文學聯合會成立后,成為全球天文學家認可的為天體命名的主要機構,制定了行星地名命名等規范文件,發現者享有完全命名權的時代結束。
如今,任何人都可以向國際天文學聯合會提交符合規范的新天體的地名,但審核權在國際天文學聯合會下屬的相關組織。
宇宙中的天體屬于全人類共同的探索和研究對象,不受任何個人或國家的獨占。根據國際法和國際慣例,各國都有權利進行天文觀測和太空探索活動,只要其活動符合國際法,如《外層空間條約》等相關規定,不損害其他國家的利益,不將天體據為己有,就可以對任何天體進行探測。
我國行星探測工程天問二號任務選擇2016HO3和主帶彗星311P的原因很簡單:一是具有重要科研價值;二是相對容易實現。
小行星探測任務是我們實現了探月工程的“繞、落、回”之后,并在“天問一號”探索火星的基礎上,進行的行星探測重大標志性項目,也是我們邁入航天強國大門的里程碑事件。
選擇2016HO3小行星主要是因為其是地球的“神秘舞伴”,其軌道特性(公轉周期與地球接近,半長軸約1.001天文單位)使其成為地球的“準衛星”,即在太陽引力主導下與地球保持長期穩定共振軌道,最近距離僅521萬公里,未來幾百年內不會脫離這一狀態。
清華大學寶音課題組通過動力學模擬和撞擊坑數據分析,首次提出2016 HO3可能源自38萬年前月球背面的布魯諾撞擊坑,且其軌道演化路徑與月球逃逸碎片高度吻合。美國科學家通過光譜分析發現其成分與月球巖石高度相似,推測其可能源于月球撞擊事件,但未深入驗證。
天問二號的采樣返回任務將直接檢驗這一假說,揭示地月系統早期演化歷史。另外,2016 HO3是太陽系“活化石”,其形成于46億年前,可能保留了太陽系原始星云的成分信息,研究其物質組成(如硅酸鹽、金屬成分)和內部結構有助于追溯太陽系形成初期的物質分布及演化機制。
成本也是我們考慮的重要因素之一,2016 HO3距離地球較近探測器所需軌道調整能量較低,任務周期相對可控(采樣返回約3年,主帶彗星探測需7年),符合深空探測“高性價比”原則
但是,想要實現成功探測并不容易,我們在探月工程上的積累尤為關鍵,無論是遠程導航,還是深空通信,以及天體采樣返回,執行擴展任務,都是因為嫦娥六號之前的深厚積累。
2016 HO3小行星直徑僅40-100米,自轉周期僅28分鐘(太陽系自轉最快天體之一),表面引力微弱(地球的百萬分之一),采樣難度極大。
天問二號需通過“一觸即離”式接觸采樣(機械臂錨固+超聲鉆探)獲取表面風化層樣品,為未來小行星防御和資源開發積累關鍵技術。
而“天問二號”通過“一箭雙星”任務設計,繼續探測主帶彗星311P,也是因為該天體具有其具有獨特的科學價值。我們通過一次任務實現對小行星2016 HO3的“近距探測、采樣返回”,以及主帶彗星的近距離探測本就是創新之舉,領跑全球深空探索。
311P位于火星與木星之間的主小行星帶,但表現出彗星活動特征(如塵埃彗尾),被稱為“主帶彗星”或“活躍小行星”。這類天體挑戰了傳統對小行星和彗星的分類認知,其活動機制(如塵埃噴發、揮發物來源)尚不明確。天問二號的探測有望揭示其是否含有水冰或其他揮發物,為太陽系早期水的分布及地球水起源假說提供關鍵證據。
同樣,311P也是太陽系演化的“活化石”,其可能保留了內太陽系形成初期的原始物質,研究其成分(如硅酸鹽、有機物)和結構有助于追溯行星形成早期的物質分異過程,驗證太陽系演化模型。
通過地面探測,科學家們發現311P在2013年噴發6條彗尾,但噴發動力來源存在爭議。我們如果在311P中檢測到有機物或水冰痕跡,可能為“生命種子由彗星攜帶至地球”的假說提供實證,推動天體生物學研究。
天問二號將首次近距離探測其塵埃動態特性、表面熱輻射及內部結構,分析噴發物的物理化學性質,揭示其活動機制。
最為關鍵的是,311P的軌道參數(半長軸2.189 AU,偏心率0.115)與主帶小行星相似,探測器將測定其軌道參數和雅科夫斯基效應(熱輻射導致的軌道偏移),為小行星防御預警提供數據支持。這將為我國建立行星防御系統,提供堅實基礎。
“天問二號”在完成小行星2016HO3采樣后,將借助地球和火星引力彈弓,耗時約7年飛抵311P,總任務周期近10年。任務復雜程度遠超美國OSIRIS-REx和日本隼鳥的小行星探測,可以是后來者居上。
“嫦娥四號”探測器項目執行總監、天問二號探測器總設計師張熇就表示,基于多源觀測信息的高精度自主導航與控制技術,我們確保米級附著精度,能確保任務的技術實現。
其實,“天問二號”是探月工程的拓展,也是為“天問三號”火星采樣返回,“天問四號”木星系和行星系穿越探測任務做準備。我們是按照自己既定的方案去規劃和實現,并沒有與某國進行“太空競賽”。
相反,我們在實施這樣項目的時候,還廣泛地向全世界征集科學載荷和研究課題,并將會分享小行星起源及演化的研究成果,與世界分享探索的科學數據和真實樣品。
讓我們一起祝愿“天問二號”任務將取得圓滿成功。
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