封面新聞記者 張崢

除了將近10年的任務期，還有人類尚未“抵達”的在小天體表面穩定附著的“空白區”，天問二號的旅程注定充滿冒險與挑戰。

5月29日1時31分，長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心點火起飛，隨后將行星探測工程天問二號探測器送入預定軌道。

帶著兩個任務——探測小行星2016 HO3，完成采樣任務并攜樣本返回地球；再次上路，奔向主帶彗星311P。它將刷新中國深空探測器的最遠飛行距離紀錄。這一長達十年的旅程，將引領我們揭開太陽系小天體的神秘面紗，也為未來的火星取樣返回任務、小行星防御在軌驗證任務等鋪就基石。

然而，小天體環境本身的不確定性，讓任務變得與月球、火星等行星采樣不同，天問二號將面臨更多挑戰。小行星采樣難在何處？5月30日，封面新聞采訪了小行星研究專家以及中國科學院紫金山天文臺研究員季江徽。

充滿未知的“振蕩的天星” 2016 HO3

天問二號首先飛向地球的準衛星2016 HO3。它于2016年被美國全景巡天望遠鏡和快速反應系統發現。其中“H”代表發現的時間段（4月下半月），O3表示在該時間段內的發現順序。其永久編號為469219，正式命名為Kamo'oalewa，源自夏威夷語，意為“振蕩的天星” 。

墨子巡天望遠鏡在2024年3月29號拍到的2016 HO3 （圖片來源: 紫金山天文臺）

“2016 HO3體積不大，估計直徑僅有40到100米之間，大約為足球場那么寬。它的自轉周期僅約28分鐘，旋轉速度之快，猶如一位矮小卻身手敏捷的體操運動員不停地翻轉。”2024年，由中國科學技術大學與中國科學院紫金山天文臺聯合研制的墨子巡天望遠鏡捕捉到了2016 HO3的影像。“利用位于青海冷湖賽什騰山的2.5米大視場巡天望遠鏡觀測到了目標”，季江徽告訴封面新聞，“獲得了這顆小行星的軌道運動參數，但是對它的樣子，對它的特性還一無所知?！?/p>

截至2025年5月，天文學家已確認地球擁有7顆準衛星。2016 HO3是其中之一。為什么要選擇2016 HO3作為科學目標？它相對地球的最近距離約1500萬千米，最遠距離約4500萬千米。這顆目前處于與地球“共軌”特殊狀態的小行星，公轉周期365.75天，幾乎與地球同步，是迄今發現軌道最穩定的地球“準衛星”。解答它的身世之謎，有可能解答小行星演化、太陽系歷史之謎。

小行星采樣難在哪里

然而，因為微重力環境，對小行星特性的不確定，讓探測器不能像“探火”“探月”那樣直接著陸在行星表面，也面臨更大挑戰。

“因為小行星的微重力環境，探測器難以有效附著，如果控制不好可能被彈飛或者傾覆，之前歐洲‘羅塞塔’任務在彗星表面釋放菲萊著陸器時，就發生了彈跳，兩個多小時后才穩定下來，但落到了一處沒有光照的懸崖下?！毙⌒行茄芯繉＜依畈┦扛嬖V記者。

“火星取樣主要難點是著陸和起飛需要的燃料多，運輸成本高，具體取樣技術跟月球類似，并且火星的采樣地區都是提前選好，有清晰的照片。然而，小行星采樣前，環境基本都是未知的，要面臨很大的不確定性?！?/p>

天問二號任務示意圖。國家航天局探月與航天工程中心制圖

天問二號不能直接著陸，要不斷試探、觀察后，再擇機選擇采樣點：它需要從地球發射后，經過1年左右的軌道轉移，再飛向小行星2016 HO3?！叭缓髮π⌒行情_展抵近探測，對其進行伴飛、繞飛，利用相機、光譜儀、雷達等科學載荷，獲取目標小行星的大小、自轉、形貌、成分、結構等信息。擇機采集小行星的樣品，攜帶樣品返回地球，返回時間約半年?！崩畈┦拷榻B。這個小行星究竟是松散的碎石堆結構，還是一塊堅硬的獨石，這些都需要探測清楚后，才能確保萬無一失。

季江徽強調，抵近的距離是逐漸降低的，“要在確保探測器安全的情況下，觀察目標小行星情況?！?/p>

在松散“碎石堆”或堅硬“獨石”中找尋采樣點

小天體引力微弱，伴飛小天體需要探測器通過精確的軌道控制實現與目標“同步”，繞飛小天體則需要通過精確的主動控制實現。對于采樣，弱引力無法自然“拉”近探測器，堅硬表面易于造成探測器反彈，而松散表面又難以阻止探測器下陷。對于附著，堅硬表面“無力可借”，松散表面又“無處著力”。

目前國外已實施的小天體采樣任務采取了兩種方式，一是日本“隼鳥號”“隼鳥二號”任務，通過發射高速彈丸撞擊小行星濺射起星表顆粒，探測器利用喇叭形裝置近距離收集樣品并迅速飛離；二是美國的“冥王號”任務，采用觸碰采樣方式，采樣器短時接觸小行星表面，同時用高速噴出的氮氣將小顆粒樣品吹入收集器中，然后迅速飛離。

天問二號取樣方式（圖片來源：中國空間技術研究院）

完成伴飛、附著、采樣，要求探測器的控制必須足夠精確地“恰到好處”方式。天問二號采取了懸停、觸碰、附著三種取樣方式。針對“砂石堆”型松散結構表面采用“觸碰”采樣，針對堅硬表面的風化層顆粒采用“懸停”采樣，在條件許可的情況下實施附著采樣，獲取更豐富的樣品。

然而，不管前路有多少未知，天問二號出發了，帶著人類對宇宙的好奇，踏上漫漫征途。一起期待返回艙帶回的關于“振蕩的天星”2016 HO3的信息！