7月6日,国家航天局宣布,天问二号探测器历经约400天、行程约10亿千米的“追星”之旅,近日与小行星2016HO3成功交会,抵达距离小行星仅20千米处,开始科学探测。
作为我国首次小行星采样返回与彗星伴飞探测任务,这场长达十年的深空之旅迎来了发射后的首个重要节点。下一个节点会是什么时候到来?十年深空飞行将包含多少个激动人心的时刻?全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩接受本报记者采访时表示,整个飞行任务一共有13个阶段,天问二号还将面对一系列高难度挑战,其中大约一年后的小行星采样尤为引人关注。
十年漫长征途:双星探测+采样返回
与飞往火星的天问一号截然不同,天问二号的目标是对近地小行星2016HO3实施伴飞探测与采样返回,之后再对主带彗星311P开展伴飞探测。
2025年5月29日,探测器从西昌卫星发射中心成功发射。在这一年多飞往小行星的途中,它出色地完成了深空机动、中途修正等任务,近日抵达了第一个目标——小行星2016HO3。
“这个任务的独特挑战在于目标天体的极端特殊性。”庞之浩解释说,这颗小行星直径大约在40至100米之间,其引力仅相当于地球的百万分之一,探测器不能像在月球或火星那样依靠引力稳定环绕,只能以厘米级精度实施自主控制。为此,探测器需要攻克微引力天体表面采样、高精度相对自主导航与控制、轻小型超高速再入返回、多模式长寿命高可靠电推进等关键技术。
天问二号由主探测器与返回舱两大部分组合而成,主探测器携带11台科学载荷,将完整执行十年飞行任务,而返回舱则大约三年后会将小行星样本送回地球。
天问二号上的监视相机拍摄到天问二号太阳翼完全展开后的姿态
当主探测器飞往远离太阳的主带彗星时,为了确保太阳翼在弱光照下仍然能够为设备供电,科研人员特意为其配备了一对总面积为36平方米的圆形柔性太阳翼,其光电转换效率高达34%,可以在太阳弱光照条件下始终保持能源供给。
小行星挖土:首创附着采样,目标100克
当天问二号抵达小行星,时间虽然只过去1/10,但已完成了13个既定飞行阶段中的4个。接下来的一年,它将执行第五阶段——小行星2016HO3近距探测段。
庞之浩介绍,天问二号完整飞行流程包含13个连贯阶段。第一个是运载发射段,然后是约一年的小行星转移段,这段时间实施深空机动、数次中途修正及小推力连续变轨。这一阶段持续到探测器距离目标小行星3万千米为止,接下来是 小行星接近段、交会段。
探测器今年6月6日首次捕获到小行星;6月7日在距离小行星3万千米处实施捕获控制,实现了与小行星共面飞行;6月19日到达距离小行星2000千米处——这都属于第三阶段接近段。
“现在,探测器已经成功进入小行星交会段,稳定停靠在距离小行星表面20千米的伴飞轨道。”庞之浩说,接下来将依次进入近距探测段、采样段、返回等待段和返回转移段。
近距探测阶段持续约一年,探测器将按照“边飞边探、逐步逼近”的原则,对小行星开展悬停、主动绕飞等精密探测,获取形貌、物质成分、内部结构等信息,为采样提供决策依据。
从距离小行星表面3千米停泊点下降实施首次下降演练起,天问二号就进入了第六阶段——小行星2016HO3采样段,直到完成全部采样工作,再回到3千米停泊点。
庞之浩表示,采样方案是天问二号的一大创新。与日本“隼鸟二号”和美国“奥西里斯-雷克斯”仅采用“接触即离”的短时触碰采样方式不同,天问二号配备了触碰、悬停、附着三套采样模式。附着采样是主方案,也是中国首创——美日均未尝试过在直径仅数十米的小行星上着陆锚定。此次采样目标是获取约100克小行星表面物质。
2025年10月1日,国家航天局发布天问二号任务探测器在轨飞行
