天問二號出差近10年，這趟星際快遞要帶點啥？

5月29日1時31分，我國在西昌衞星發射中心用長征三號乙Y110運載火箭，成功將行星探測工程天問二號探測器發射升空。

去一顆小行星上“挖土”，再前排“圍觀”一顆主帶彗星，單次任務探測雙天體、首次實現超第二宇宙速度地球再入並實現軟着陸……今天發射成功的天問二號有多少亮點，後續又有哪些不能錯過的關鍵節點呢？

在浩瀚宇宙裏找到一塊“足球場”

天問二號任務將通過一次發射，實施小行星2016HO3伴飛、取樣、返回和主帶彗星311P伴飛探測等多項任務。“天問”是我國系列行星探測任務的總稱，天問一號向着火星進發，天問二號為何瞄準了一顆小行星？

小行星2016HO3是人類發現的第一顆地球準衞星天體，不像月球那樣圍繞地球旋轉，而是伴飛在地球周邊。它的軌道參數與地球幾乎相同，幾乎與地球同步繞太陽公轉，這也讓它被視為研究太陽系早期物質組成、形成過程和演化歷史的“活化石”，具有極高的科研價值。此外，也有科學家推測，這顆直徑約40—100米的天體，很有可能是某次遠古撞擊事件的拋射物。

天問二號任務的“重頭戲”

從2007年發射的嫦娥一號到2020年發射的嫦娥五號，我們用了13年的時間實現對月球的“繞落回”三步走。此次天問二號將首先用兩年半的時間完成對小行星2016HO3的伴飛、接近附着、表面採樣後脱離返回，將天問一號完成的“環繞、着陸、巡視”再向前推一步，一次性完成“繞落回”。

不過，在小行星2016HO3上“挖土”可比在月球還要難得多！

據北京航空航天大學宇航學院副教授張曉天介紹，其大小與一塊足球場相當，“天問二號要在茫茫宇宙中各大星球之間去精準地飛向足球場，你可以想象它的難度。”

導航難，取樣更難，2016HO3的引力約為地球上的百萬分之一，並且28分鐘就可以完成一次自轉，這使得它像一個被不斷抽打高速旋轉的陀螺，沒有辦法靠行星的萬有引力把探測器吸過去，完全要靠天問二號精準的軌道姿態控制貼上去。在採樣過程中，天問二號會使用多臂協作式小天體附着取樣機器人機械系統，將自己固定在小行星表面再執行採樣任務。

採樣完畢後，天問二號將飛回地球，分離釋放返回艙將小行星2016HO3的採樣樣品送回地球后，再利用地球的引力彈弓效應，經過一系列複雜的軌道轉移機動，“轉場”飛向它的第二個探測任務目標——主帶彗星311P，這一過程預計需耗費7年時間，這也意味着整個任務耗時將達10年之久。天問二號的結構部件、電源系統等，都要在未知的深空環境下工作，這也是一個巨大的考驗。

什麼是主帶彗星311P？

我們知道，在火星和木星之間有一圈飄浮着數百萬顆小行星的“碎石場”——小行星帶，這裏匯聚着太陽系超過90%的小行星，所以也被稱為主帶。這些繞太陽運行的小型岩石天體是太陽系形成初期的“建築廢料”，不符合形成行星的條件，默默保存着46億年前的原始物質。傳統理論認為，彗星一般來自太陽系邊緣，包含着大量的冰物質，當它們靠近太陽時，內部冰物質受熱蒸發，會形成壯麗的彗尾。但311P定居在因為靠近太陽而較為乾燥的小行星帶內，身後卻拖着多條塵埃尾，這是否意味着小行星帶也可能藏着“冰庫”？是不是地球上水的起源呢？這些疑問在天問二號探測器成功伴飛311P後或許能夠得到解答。

值得一提的是，2028年前後，天問二號仍在太空遨遊時，我國將通過兩次發射進行火星的採樣返回；而當2030年前後天問四號對木星進行探測時，天問二號這趟“遠差”才剛進行到一半；等到2035年前後，月球科研站基本型建設進行時，天問二號這場漫長的上下求索才會告一段落。

兩千多年前，屈原發出“日月安屬，列星安陳？”的天問。風物長宜放眼量，未來，“天問”系列將逐步揭開太陽系的奧秘，更好地理解太陽系的形成與演化，揭示地球生命的起源，甚至為未來的太空資源開發奠定基礎。

記 者丨 闞純裕