自2025年5月29日發(fā)射升空以來,中國首艘小行星探測器天問2號,已在太空中飛行了大約7個多月。按照計劃,它將于2026年7月前后抵達(dá)近地小行星2016HO3,對其進(jìn)行伴飛探測,并擇機(jī)開展取樣工作。這是我國首次開展小行星采樣任務(wù),若能成功,將讓我國成為繼日本、美國后,全球第3個實現(xiàn)小行星采樣的國家!
官方并未對外界公布天問2號探測器的飛行軌跡,所以它目前已經(jīng)飛到哪兒,距離該小行星還有多遠(yuǎn),并不清楚。不過從時間上來看,其奔赴小行星2016HO3的旅途已經(jīng)過去了一半。
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對該小行星進(jìn)行采樣,是該探測器的核心任務(wù)。探測器在2026年7月前后抵達(dá)該小行星后,首先就是對小行星進(jìn)行光學(xué)拍照及遙感探測,以便確定地質(zhì)結(jié)構(gòu)及采樣地點。探測器設(shè)計了多種采樣方式,包括觸碰采樣、附著采樣和懸浮采樣這三種,具體采用哪一種,將視情況而定。采樣期間可能會進(jìn)行多次嘗試,目標(biāo)是至少采集100克樣本。
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因為該探測器計劃要在2027年底將樣品送回地球,所以采樣完成后,它不會過多停留,而是馬不停蹄地返回地球。當(dāng)探測器抵達(dá)近地軌道后,會釋放一個裝有小行星樣品的返回艙,該返回艙將會受控精準(zhǔn)降落在預(yù)定著陸場,將樣品安安穩(wěn)穩(wěn)地送回地面,這樣該探測器的小行星采樣任務(wù)就圓滿結(jié)束了。
該近地小行星2016HO3被譽為地球的準(zhǔn)衛(wèi)星,直徑約數(shù)十米,最遠(yuǎn)時距離地球約4600萬公里,大約是地月平均距離的121倍。這是我國繼成功完成月球正面及背面無人采樣后,首次開展距離如此遙遠(yuǎn)的采樣任務(wù),極具挑戰(zhàn)性!
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若能順利完成該任務(wù),將為天問3號火星采樣等深空探測任務(wù)積累寶貴經(jīng)驗。當(dāng)然,火星采樣和小行星采樣的難度側(cè)重點存在不同。火星采樣的最大挑戰(zhàn)主要在于探測器攜帶樣品返回地球需克服火星的引力束縛,要從另一顆行星上發(fā)射火箭;而小行星采樣面臨的最大挑戰(zhàn)就是小行星太小、引力太弱,探測器需要在弱引力環(huán)境對小行星實現(xiàn)精準(zhǔn)跟蹤和伴飛,這是開展采樣的前提。總的來說,還是火星采樣任務(wù)更為困難。
天問2號任務(wù)在規(guī)劃之時就明確表示要“通過一次任務(wù)、完成兩大探測目標(biāo)”。完成小行星采樣任務(wù)后,天問2號探測器的第一階段任務(wù)就結(jié)束了,然后就是進(jìn)入第二階段——主帶彗星探測任務(wù)。
按照規(guī)劃,天問2號在地球軌道完成主探測器和返回艙分離操作后,將繼續(xù)啟航,預(yù)計在2028年初飛離地球,前往位于火星和木星軌道之間的小行星帶,探測位于該區(qū)域的主帶彗星311P。
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算上耗時三年的小行星采樣任務(wù),以及耗時7年的彗星探測任務(wù),整個任務(wù)周期至少要持續(xù)10年,任務(wù)過程十分復(fù)雜和繁瑣,這對于我國的科學(xué)家和工程技術(shù)人員是一次極為漫長的挑戰(zhàn)。
天問2號探測器又是開展小行星采樣,又是探測彗星,如此強大,那在第二階段的任務(wù)結(jié)束后,如果探測器的工作狀態(tài)仍然良好,余下的燃料還足以支撐多次變軌和姿態(tài)調(diào)整,那能像美國上世紀(jì)70年代發(fā)射的旅行者1號和旅行者2號探測器那樣,朝太陽系外飛去,成為人類文明的信使嗎?
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可以確定,沒有這種可能!因為該探測器在設(shè)計之初就沒有這方面的考慮,其采用的是太陽能供電,并沒有搭載核電池,在完成兩大階段的探測任務(wù)后,天問2號探測器余下的燃料將不足以支撐其借助木星等行星的引力進(jìn)行加速和變軌、飛向太陽系外的可行性。飛向太陽外的這一夢想我們必然要實現(xiàn),但不是天問2號,而是在我國未來的深空探測任務(wù)中實現(xiàn)!
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