出品 | 網(wǎng)易科技《態(tài)度》欄目
作者 | 御柳
編輯 | 定西
2025年5月29日1時(shí)31分,隨著長征三號乙遙一一〇運(yùn)載火箭的成功發(fā)射,天問二號探測器的任務(wù)開始了。
這次任務(wù)不僅挑戰(zhàn)了雙星探測,而且將實(shí)現(xiàn)我國首次超第二宇宙速度地球再入。雖然這次的目標(biāo)不是火星,但仍將會為我國采樣火星鋪路,為中國的深空探測奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
“精度比預(yù)期還要再高些。”發(fā)射成功之后,中國航天科技集團(tuán)陳閩慷提到。從現(xiàn)場直播可以看到,發(fā)射任務(wù)取得成功之后,現(xiàn)場工作人員在大紅屏前寫下“星空浩瀚無比,探索永無止境”。
時(shí)間長任務(wù)重:十年挑戰(zhàn)雙星
天問二號是我國行星探測工程的第二個(gè)重要階段,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)小行星探測。根據(jù)規(guī)劃,通過這一次發(fā)射,天問二號需要完成多項(xiàng)探測任務(wù):對小行星2016HO3進(jìn)行伴飛、取樣、返回地球;另外,還要對主帶彗星311P開展伴飛探測,簡單劃分的話,整個(gè)任務(wù)分為兩步走。
第一步,天問二號升空,會先到近地小行星2016 HO3,但不是立馬采樣,而是伴隨著這顆小天體飛行一年后,才執(zhí)行采樣任務(wù),然后將采樣樣品送回地球。據(jù)悉,目標(biāo)是取得100克以上的小行星樣品。第一步的任務(wù)用時(shí)兩年半左右的時(shí)間。
第二步,在將樣品帶回之后,探測器還要前往主帶彗星311P,其比火星軌道還要靠外,所以天問二號要克服太陽引力才能抵達(dá)。第二步的任務(wù)預(yù)計(jì)需要耗費(fèi)七年左右的時(shí)間。
這意味著,天問二號的任務(wù)將會持續(xù)長達(dá)十年左右的時(shí)間,可以說是非常久了。之后,可能天問三號從火星采樣的任務(wù)都完成了。(根據(jù)規(guī)劃,2028年左右天問三號實(shí)施兩次發(fā)射任務(wù),2030年采用返回。)
對于小行星探測的難點(diǎn),中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋在接受媒體采訪時(shí)提到,與火星不同,小行星上沒有重力,這意味著航天器無法環(huán)繞小行星飛行,只能在茫茫宇宙中追上它,與其一起飛行,并在伴飛的過程中進(jìn)行附著,擇機(jī)取樣。
除此之外,天問二號還需要挑戰(zhàn)成功:返回艙再入。
據(jù)介紹,在天問二號將回到地球附近后,返回艙將嘗試以超過第二宇宙速度的速度再入地球大氣層。這一前所未有的挑戰(zhàn),對返回艙的防熱、隔熱、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及氣動穩(wěn)定性等設(shè)計(jì)提出了極高的要求。
為此,返回艙采用了“球錐大底+單錐后體”的構(gòu)型設(shè)計(jì),以應(yīng)對再入過程中嚴(yán)苛的環(huán)境。
逐夢星辰 中國深空探測步履不止
有人曾說過:“我們的太空探索從來都不是面子工程,每個(gè)航天器都帶著明確的民生使命。”
天問二號此次探測的兩個(gè)小行星意義重大。
小行星2016HO3是地球的地球的“準(zhǔn)衛(wèi)星”。其軌道特性使其與地球形成近似1:1的共振關(guān)系:公轉(zhuǎn)周期約365.4天,與地球同步繞日運(yùn)行,最近距離約1400萬公里(相當(dāng)于地月距離的38倍)。
據(jù)介紹,2016HO3可能保留太陽系誕生初期的原始物質(zhì)。由于小行星演化程度低,其成分被認(rèn)為是研究行星形成過程及早期物質(zhì)組成的“活化石”。
天問二號探測器計(jì)劃通過多光譜成像、形貌測繪和原位采樣,系統(tǒng)解析該天體的物理特性、成分構(gòu)成及起源機(jī)制。其研究成果將填補(bǔ)人類對穩(wěn)定軌道共振小天體的認(rèn)知空白,并為深空探測技術(shù)迭代提供關(guān)鍵支撐。
天問二號的另一個(gè)任務(wù)是一顆主帶彗星311P。
311P/泛星(Pan-STARRS)是一顆位于火星與木星之間的主小行星帶內(nèi)的特殊天體,兼具小行星的穩(wěn)定軌道和彗星的物質(zhì)活動特征,被歸類為主帶彗星。其核心直徑約480米,軌道周期約3.42年,距太陽平均約3.15億公里,距離地球最近時(shí)為1.3億公里。2013年由美國泛星計(jì)劃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn),是人類確認(rèn)的第七顆主帶彗星。
天問二號探測器計(jì)劃對311P實(shí)施高分辨率成像、塵埃尾成分分析及軌道動力學(xué)研究,相關(guān)成果有望填補(bǔ)主帶彗星原位探測的空白,并為行星防御和資源利用提供理論支持。
在天問二號之后,按照規(guī)劃,我國天問三號任務(wù)將于2028年前后實(shí)施兩次發(fā)射任務(wù),實(shí)現(xiàn)火星樣品返回地球;2030年前后發(fā)射天問四號,開展木星系探測任務(wù);2035年前建成國際月球科研站基本型……中國的深空探測任務(wù)正在一步一個(gè)腳印有條不紊的進(jìn)行。
參考文獻(xiàn):
《天問二號采樣:將首次超第二宇宙速度再入,與嫦娥五號、六號不同》環(huán)球科學(xué)貓
《天問二號挑戰(zhàn)雙星探測 怎么去?做什么?一文讀懂》新華網(wǎng)
《星辰大海第二站,天問二號為何要探測小行星?》觀察者網(wǎng)
《從月球取樣到火星取樣 中國深空探索迎接更大挑戰(zhàn)》新華網(wǎng)
《發(fā)射之前,搶先了解天問二號探測任務(wù)的雙星挑戰(zhàn)!》中國航天基金會