天問一號“捕獲”比太陽系還老的星際天體

蔡金曼 科技日報記者 付毅飛

據國家航天局11月6日消息，天問一號環繞器近日利用高分辨率相機成功觀測到星際天體——阿特拉斯（3I/ATLAS）。此次成功觀測，是天問一號的一項重要拓展任務。

阿特拉斯於2025年7月1日由位於智利的巡天望遠鏡發現，是已知造訪太陽系的第三顆星際天體。其彗星特徵明顯，沿雙曲線軌道穿越太陽系。據推測，它可能形成於銀河系中心古老恆星周圍，推測年齡約30億至110億年，有可能比太陽系還老。

阿特拉斯被發現以來，各國科學家對它趨之若鶩。它為啥這麼火，天問一號是怎麼“看”到它的，研究它有什麼意義？中國首次火星探測任務地面應用系統總設計師劉建軍向科技日報進行了介紹。

第一問：阿特拉斯為啥這麼火？

劉建軍認為，阿特拉斯主要有兩個吸引人的特點，一是稀缺，二是觀測難。

此前，人類分別於2017年和2019年，觀測到星際天體奧陌陌（1I/ʻOumuamua）和鮑裏索夫（2I/Borisov）。阿特拉斯作為第三位遠道而來的“稀客”，根據軌道推演，它很有可能是來自銀河系中心，那是比較古老的區域，這使它更為特殊。因此，它一經發現，立即引來全球科學家關注。

然而，觀測阿特拉斯並非易事。它運行速度極快，達到每秒約58千米，可以輕鬆掙脱太陽引力。同時它體積很小，彗核直徑僅5.6千米左右。最麻煩的是，它的亮度極低，相比火星，其亮度相差4到5個量級，不到火星的萬分之一。

劉建軍説，我國科研人員本想採用地基望遠鏡進行觀測，但那段時間，阿特拉斯、太陽、地球的位置幾乎在一條線上，夾在中間的太陽給觀測造成了嚴重影響。科研人員只好將目光投向太空，希望藉助在軌探測器尋求觀測方案。

經過仿真分析，天問一號團隊接下了這項任務。他們結合阿特拉斯的軌道特性、亮度特徵、幾何尺寸、環繞器科學載荷技術能力，反覆模擬計算與仿真推演，完成了觀測任務可行性評估，確定採用天問一號環繞器上攜帶的高分辨率光學相機進行觀測。

第二問：天問一號是如何拍到阿特拉斯的？

利用天問一號觀測阿特拉斯，要克服不少難題。

劉建軍介紹，阿特拉斯與天問一號環繞器分別在高速運行，兩者的相對速度達到每秒約86千米，相機要保持指向目標，這對平台控制精度提出了很高要求。

另外，這台相機原本是為拍攝明亮火星表面而設計的，而觀測期間阿特拉斯與火星相距約3000萬公里，這是該相機首次嘗試拍攝如此遙遠且相對暗淡的目標。對此，天問一號團隊將相機能力發揮到了極限。劉建軍説：“通常我們對火星拍照，曝光時間都是毫秒級，而對於阿特拉斯這樣的闇弱天體，我們採用了相機最長曝光時間，每隔1.5秒進行拍攝，這才能獲取它的信息。”

10月1日至4日，他們通過天問一號環繞器上搭載的相機對阿特拉斯進行拍攝，利用連續30秒拍攝的系列圖像製作成動畫，形象展示了該天體的運動軌跡。

第三問：觀測、研究阿特拉斯有什麼意義？

目前，對於阿特拉斯的觀測和研究工作，國內外都在持續開展。劉建軍認為，這是人類認識系外天體的一次良機。

他介紹，針對阿特拉斯的飛行速度、軌道，包括它的彗尾有沒有隨着接近太陽而變化，這些研究工作都在持續進行。“它的彗尾範圍達到數千公里，其中可能含有水銀和二氧化碳等成分，這都有待研究確認。這對於我們認識太陽系之外的天體非常有意義。”他説，“無論最後能夠得到什麼信息，都是一種對未知的補充。”

同時，天問一號探測器已經在軌運行5年多，這次能夠利用這個平台開展探測，是對平台及載荷長期可靠性的一次考核驗證。

此外劉建軍表示，我國天問二號探測器也將對闇弱小天體進行探測，通過這次觀測，也為天問二號任務開展了技術試驗，積累了經驗。