2025年5月前后，中國航天將迎來一件大事：天問二號搭乘長征三號乙運載火箭，開啟深空探測新征程。
提到“天問二號”，有人可能會以為它是繼天問一號之后的第二次火星探測任務，但其實“天問”是中國行星探測系列任務的命名，并不限于火星。天問二號的任務是造訪兩顆目標天體，一顆是編號為2016 HO3的近地小行星，另一顆是主帶彗星311P。天問二號為什么選擇這兩顆小天體作為探測目標？這一探索過程對我國深空探測的推進有何助益？我們請中國科普作家協會會員雷淼來說一說。
（1）為什么選擇這兩顆小行星
根據目前的任務計劃，天問二號升空后，會先到近地小行星2016 HO3，從其表面采樣送回地球，但探測器本身不會返回地面，而是利用地球引力彈弓來一次加速，繼續飛往主帶彗星311P執行探測任務。
2016年4月27日，位于夏威夷的哈萊阿卡拉天文臺泛星計劃望遠鏡發現了一顆阿波羅型小行星2016 HO3。它十分有趣，公轉周期是365.77天，和地球的365.25天非常接近，每年圍著地球轉一圈。當然，我們不能把2016 HO3當成月球那樣的真衛星，因為它圍繞地球運動只是一種視覺效果，其本質是圍繞太陽公轉，是由太陽引力掌控而非地球引力操縱的結果。
科學家給這類天體設了一個特別的歸類，叫作“準衛星”。目前，地球附近的準衛星有5顆，準衛星和地球軌道如此接近，使其成為研究價值很高的一種天體。作為小行星，本身就埋藏著太陽系誕生之初的原始信息，億萬年來幾乎未受打擾。它在地球軌道附近運行，無論一開始就在這里，還是被各大行星的引力“搬運”來的，多多少少都反映了地球軌道附近的空間狀況。它也有可能是地球/月球的撞擊噴出物，蘊含著地月系的演化歷史。從另一個角度來看，準衛星和地球距離較近，對地面測控要求相對較低，航天器接近它所需的能量也較小，因此，對它進行探測是個“性價比”很高的任務。
天問二號的第二個探測目標是2013年8月27日由泛星計劃望遠鏡發現的天體，編號為311P/PanSTARRS，運行在大部分小行星所在的主小行星帶（簡稱“主帶”）內，卻擁有類似彗星的外觀。一般來說，主帶內的小行星和常規的彗星是兩種迥異的天體。主帶在火星與木星軌道之間，陽光輻射較強，小行星的揮發物難以存留，因而以巖質為主。常規的彗星來自遙遠寒冷的柯伊伯帶或奧爾特云，保存有豐富的冰。
那么，這個運行在主帶卻長著彗尾的311P，到底是個什么天體？天文學家把這種介于小行星和彗星之間的天體稱為“主帶彗星”，隨著更多類似天體陸續被發現，它們又得名“活躍小行星”。如果探明活躍小行星將冰或其他揮發物保留至今的機制，或可能改寫舊有的認知。另外，311P可能是少有的雙小行星系統，這將為天問二號的探測任務提供額外的研究價值及技術挑戰。
（2）著陸采樣前需伴飛一年之久
2025年5月前后，天問二號搭乘長征三號乙運載火箭發射升空后，經過約一年的飛行將到達探測任務第一站：2016 HO3。不過，它需伴隨這顆小天體飛行一年后，才能擇機執行采樣任務。
為什么需伴飛一年之久呢？一是因為要在著陸采樣之前執行許多科學研究，二是因為對這顆小天體的了解還不夠，比如，它究竟有多大？是什么形狀？是一整塊“大石頭”還是由許多碎塊堆成？其表面地形會不會磕碰、卡住或遮擋探測器？種種細節都要慎重考慮。
著陸采樣過程也與大家熟悉的月面采樣不太一樣。這顆小天體的引力幾近于無，在其表面著陸不會像在月球或火星著陸那樣“短平快”，而更像是對接空間站，要輕柔地把探測器靠上去。假如小天體是一整塊，那么落猛了有可能被彈飛；而若是松散的碎石堆，在極弱引力下，觸感多半像是兒童游樂場的彩球泳池或一桶爆米花，落猛了就容易陷入。
天問二號會使用多臂協作式小天體附著取樣機器人機械系統，將自己固定在小行星表面再執行采樣任務，目標是取得100克以上的小行星樣品。采樣完畢后，天問二號將樣品交還地球需要大半年左右的時間。到了地球附近，天問二號會把裝有小行星樣品的返回艙丟下來，并借著地球來一次引力加速，將自己彈向下一站旅途。這次引力加速非常必要，因為311P運行在主小行星帶，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。預計天問二號從地球飛到311P，需耗費7年時間。
總之，天問二號任務選擇地球準衛星和主帶彗星為探測對象，在國際上尚屬首次，將為國際小行星研究領域貢獻中國智慧。未來，“天問家族”中的天問三號還會前往火星執行采樣返回任務，天問四號則奔赴更遙遠的木星，繼續推動我國深空探測事業的發展。
2025年5月前后，中國航天將迎來一件大事：天問二號搭乘長征三號乙運載火箭，開啟深空探測新征程。
提到“天問二號”，有人可能會以為它是繼天問一號之后的第二次火星探測任務，但其實“天問”是中國行星探測系列任務的命名，并不限于火星。天問二號的任務是造訪兩顆目標天體，一顆是編號為2016 HO3的近地小行星，另一顆是主帶彗星311P。天問二號為什么選擇這兩顆小天體作為探測目標？這一探索過程對我國深空探測的推進有何助益？我們請中國科普作家協會會員雷淼來說一說。
（1）為什么選擇這兩顆小行星
根據目前的任務計劃，天問二號升空后，會先到近地小行星2016 HO3，從其表面采樣送回地球，但探測器本身不會返回地面，而是利用地球引力彈弓來一次加速，繼續飛往主帶彗星311P執行探測任務。
2016年4月27日，位于夏威夷的哈萊阿卡拉天文臺泛星計劃望遠鏡發現了一顆阿波羅型小行星2016 HO3。它十分有趣，公轉周期是365.77天，和地球的365.25天非常接近，每年圍著地球轉一圈。當然，我們不能把2016 HO3當成月球那樣的真衛星，因為它圍繞地球運動只是一種視覺效果，其本質是圍繞太陽公轉，是由太陽引力掌控而非地球引力操縱的結果。
科學家給這類天體設了一個特別的歸類，叫作“準衛星”。目前，地球附近的準衛星有5顆，準衛星和地球軌道如此接近，使其成為研究價值很高的一種天體。作為小行星，本身就埋藏著太陽系誕生之初的原始信息，億萬年來幾乎未受打擾。它在地球軌道附近運行，無論一開始就在這里，還是被各大行星的引力“搬運”來的，多多少少都反映了地球軌道附近的空間狀況。它也有可能是地球/月球的撞擊噴出物，蘊含著地月系的演化歷史。從另一個角度來看，準衛星和地球距離較近，對地面測控要求相對較低，航天器接近它所需的能量也較小，因此，對它進行探測是個“性價比”很高的任務。
天問二號的第二個探測目標是2013年8月27日由泛星計劃望遠鏡發現的天體，編號為311P/PanSTARRS，運行在大部分小行星所在的主小行星帶（簡稱“主帶”）內，卻擁有類似彗星的外觀。一般來說，主帶內的小行星和常規的彗星是兩種迥異的天體。主帶在火星與木星軌道之間，陽光輻射較強，小行星的揮發物難以存留，因而以巖質為主。常規的彗星來自遙遠寒冷的柯伊伯帶或奧爾特云，保存有豐富的冰。
那么，這個運行在主帶卻長著彗尾的311P，到底是個什么天體？天文學家把這種介于小行星和彗星之間的天體稱為“主帶彗星”，隨著更多類似天體陸續被發現，它們又得名“活躍小行星”。如果探明活躍小行星將冰或其他揮發物保留至今的機制，或可能改寫舊有的認知。另外，311P可能是少有的雙小行星系統，這將為天問二號的探測任務提供額外的研究價值及技術挑戰。
（2）著陸采樣前需伴飛一年之久
2025年5月前后，天問二號搭乘長征三號乙運載火箭發射升空后，經過約一年的飛行將到達探測任務第一站：2016 HO3。不過，它需伴隨這顆小天體飛行一年后，才能擇機執行采樣任務。
為什么需伴飛一年之久呢？一是因為要在著陸采樣之前執行許多科學研究，二是因為對這顆小天體的了解還不夠，比如，它究竟有多大？是什么形狀？是一整塊“大石頭”還是由許多碎塊堆成？其表面地形會不會磕碰、卡住或遮擋探測器？種種細節都要慎重考慮。
著陸采樣過程也與大家熟悉的月面采樣不太一樣。這顆小天體的引力幾近于無，在其表面著陸不會像在月球或火星著陸那樣“短平快”，而更像是對接空間站，要輕柔地把探測器靠上去。假如小天體是一整塊，那么落猛了有可能被彈飛；而若是松散的碎石堆，在極弱引力下，觸感多半像是兒童游樂場的彩球泳池或一桶爆米花，落猛了就容易陷入。
天問二號會使用多臂協作式小天體附著取樣機器人機械系統，將自己固定在小行星表面再執行采樣任務，目標是取得100克以上的小行星樣品。采樣完畢后，天問二號將樣品交還地球需要大半年左右的時間。到了地球附近，天問二號會把裝有小行星樣品的返回艙丟下來，并借著地球來一次引力加速，將自己彈向下一站旅途。這次引力加速非常必要，因為311P運行在主小行星帶，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。預計天問二號從地球飛到311P，需耗費7年時間。
總之，天問二號任務選擇地球準衛星和主帶彗星為探測對象，在國際上尚屬首次，將為國際小行星研究領域貢獻中國智慧。未來，“天問家族”中的天問三號還會前往火星執行采樣返回任務，天問四號則奔赴更遙遠的木星，繼續推動我國深空探測事業的發展。
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