转自：千龙网

5月29日凌晨，西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭托举行星探测工程天问二号探测器直冲霄汉。

问天求索，我国首次小行星探测与采样返回之旅正式启程！

天问二号任务设计周期10年左右，主要任务目标是对小行星2016HO3进行探测、取样并返回地球，此后再对主带彗星311P开展科学探测。这是继探月、探火后，中国人在浩瀚星宇的又一次重要探索之旅。茫茫星海，为何选择“追”这两颗星？它们有什么特别之处？天问二号又会面临怎样的困难？

十年时间“一箭双雕”

天问二号总的任务周期大约是10年，其中用两年半左右的时间完成对小行星2016HO3的伴飞、取样并返回地球。此后则会继续它的第二项任务：对主带彗星311P的伴飞探测。为什么选定这两个星体作为探测目标？它们有什么特殊之处？

2016年，美国夏威夷的泛星计划巡天望远镜首次在浩瀚星空中捕捉到了2016HO3的踪迹，这颗小行星也由此得名——2016代表发现的年份，HO3则表示小行星在4月下旬被发现的顺序编号。后来，这颗小行星还被赋予了一个浪漫的夏威夷语名字：Kamo'oalewa，意为“振荡的天体碎片”。

上海天文馆副研究馆员、上海市天文学会副理事长施韡介绍，2016HO3小行星是人类发现的第一颗地球准卫星，但它并不是地球的天然卫星，而是一颗参数与地球比较接近的小行星，从地球看它仿佛在绕着地球转圈。

“科学家怀疑它是从月球上撞出来的碎片，如果能顺利获取2016HO3的样品，那么和月球样品做下比较，有望解开它的身世之谜，看看它是不是月球的‘亲戚’。”施韡解释，“如果说它跟月球样品差异很大，那就要怀疑其他起源的可能性了。所以2016 HO3身上或许藏着月球形成之谜以及轨道演化历史等科学问题。”

而311P在2013年被发现，是人类确认的第七颗主带彗星，身处火星与木星之间的小行星带。传统理论认为，彗星一般来自太阳系边缘，包含着大量的冰物质。当它们靠近太阳时，内部冰物质受热蒸发，会形成壮丽的彗尾。但311P“定居”的小行星带很靠近太阳了，被普遍认为难以保留水冰等挥发性物质。主带彗星打破了天文学家的固有认知。

“对311P开展探测，有助于了解小天体的物质组成结构，还有太阳系物质分布和演化历史等问题。”施韡称。

“走钢丝”般新技术或带回惊喜

月球是地球的卫星，距离地球大约38万公里，而小行星2016HO3即便是距离地球最近的时候，也相当于地月距离的大约30—40倍。而主带彗星311P的位置则更加遥远。对如此遥远的星体进行伴飞，还要对小行星进行取样返回，天问二号会面临怎样的困难？

在天问二号之前，日本“隼鸟号”“隼鸟2号”，美国“奥西里斯王号”等都曾执行过小行星采样任务，那天问二号会有何不同呢？据了解，日美探测器采用的“触碰即走”模式，本质是“擦边球式采样”。天问二号将开创性地采用三种不同的采样方式：触碰采样、悬停采样、附着采样——后两者都是国际上没有先例的。这样“走钢丝”般的新技术能提高采样成功的可能性，三种采样方式“总有一款适合”，也有望采集到不同类型的样品，如星壤、砾石、石块等。

“采样难度非常大。”施韡表示，“小行星质量很小，引力非常微弱，着陆（附着）时稍有不慎就会弹飞；此外，小行星布满碎石，能落脚的地方不多；加之人类对2016 HO3 的情况知之甚少，需要等探测器抵近观察后制定具体方案。”

据称，天问二号预计将采集超过100克样品。值得一提的是，“回家”之旅中，天问二号的返回舱将以12千米/秒（超第二宇宙速度）再入大气层，承受315焦耳/平方米的极端高温。相比之下，嫦娥五号的再入速度为11公里/秒，且采用“弹道—升力式”减速，而天问二号只能依赖“纯弹道式硬扛”——这种“暴力美学”背后，是我国在“超高温材料”和“气动设计”上的突破。

金牌火箭护航问天之旅

此次，天问二号从西昌卫星发射中心踏上“问天”之旅，选择的火箭是长征三号乙运载火箭。

据介绍，长征三号乙运载火箭是一款“金牌火箭”——它是我国唯一一款执行过超百次发射任务的火箭，不仅发射过北斗、嫦娥，还发射过像风云、天链等卫星。

长三乙是长征三号系列火箭三兄弟里面力气最大的。它的地球同步转移轨道运载能力达到5.55吨，这个运载能力和天问二号探测器（重2.6吨）的质量要求更为贴合，所以性价比高也就让它成为这次任务的不二之选。

“小行星本身的体积小、质量小、引力弱，捕获难度大，对火箭的入轨精度要求极高。这次火箭入轨速度达到11.2千米/秒，同时偏差不能超过1米/秒，难度系数是非常大的。这也是选择长征三号乙这款‘金牌火箭’的一个重要原因。”施韡解释。

深空探测是全球科技竞争的制高点。2021年，天问一号成功落火，我国通过一次发射，实现火星环绕、着陆、巡视探测三大任务，在世界航天史上尚属首次。根据计划，在今年发射天问二号之后，中国还将在2028年前后及2030年前后陆续发射天问三号和天问四号。其中天问三号作为中国第二次火星探测任务，确立生命痕迹探寻为第一科学目标，将突破火面采样、火面起飞上升、环火交会和行星保护等关键技术，挑战将火星样品带回地球；天问四号则将对木星和木星的卫星进行研究，对木星空间和内部结构进行探测。