新闻多一度丨天问二号即将去“追星”九年半 这次挖土为何这么久？

执行此次发射的长征三号乙运载火箭被称为金牌火箭，曾执行过北斗、嫦娥等重大任务的发射工作。这次天问二号为什么会选择长征三号乙运载火箭？

第一性价比高。长征三号乙是一种高轨道、大推力的运载火箭，主要用于发射地球同步转移轨道的卫星，当然也可以进行一箭多星发射或者其他轨道卫星发射。

作为我国高轨主力运载火箭，长征三号乙是长三甲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，这个运载能力就和天问二号探测器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。

第二可靠性高。长征三号乙是我国唯一一款执行过超百次发射任务的火箭。它不仅发射过北斗、嫦娥，还发射过像风云、天链等等卫星。所以，它的可靠性是非常高的。

这次天问二号的任务难度非常大，因为它要执行小行星的采样返回。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，否则就可能会造成百万公里的级差。

这个入轨精度，打个比方就相当于在上海扔一个篮球，精准落到北京的一个篮筐里，而且还是空心。过程中还要控制角度和精度，所以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非常重要的原因。

所以，综合考虑火箭的运载能力、可靠性和履约能力等等因素，最终使得长征三号乙成为这次小行星探测任务的专属座驾。

天问二号这次问什么？

这次有哪些任务？周期有多久？

天问二号是我国首个面向小行星探测的航天器，计划通过一次发射完成多项探测任务，包括对小行星2016HO3进行伴飞、取样并返回地球，以及对主带彗星311P开展伴飞探测。

图片来源：中国航天科技集团科学技术委员会官方科普微博

天问二号整个任务周期长达九年半的时间，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。这也将是中国航天史上任务周期最长的一次任务。

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？

2016HO3小行星位于距离地球数百万到数千万公里的深空中，被称为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，也不属于典型的近地小行星，而是一颗轨道参数与地球几乎相同的绕太阳公转的小行星，因此它几乎与地球同步绕太阳公转，一直在地球附近“游荡”。美国夏威夷的泛星计划巡天望远镜于2016年在浩瀚星空中首次捕捉到了2016HO3的踪迹。

据介绍，这类小行星保留着太阳系诞生之初的原始信息，是研究太阳系早期物质组成、形成过程和演化历史的“活化石”。

中国科学院国家天文台高级工程师严韦介绍，准卫星的意思就是，绕太阳转动的一颗小行星，和地球一样。它的运动轨迹和地球是比较相近的，所以从地球上来看，它可能是保持在地球范围附近的相对于地球是周期震荡的一个轨道情况，基于这个原因，我们是把它叫作地球准卫星。

图片来源：中国航天科技集团科学技术委员会官方科普微博

严韦表示，到达它附近之后，我们会进行拍照，对它的一些表面形貌特征，包括它的一些自转特性，对这些基本的物理特性我们进行一些分析，然后就是用光谱数据去看看它的物质成分。它的物质成分和月球、地球到底有什么相近的地方，这都是我们这次探测的一个重点。

北京航空航天大学宇航学院副教授张晓天表示，这个小行星是研究太阳系的形成和演化历史的一个活化石，具有非常高的科学价值。

主带彗星311P是运行在火星与木星轨道之间小行星带中的小天体，同时具有传统彗星的物质构成特征和小行星的轨道特征。311P定居在小行星带，这里过于靠近太阳，阳光辐射强，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。对主带彗星311P进行探测，有助于了解小天体的物质组成、结构以及演化机制，填补太阳系小天体研究领域的空白。

2013年，美国在火星与木星轨道之间的主小行星带内发现了一颗身后拖着多条尘埃尾、外观和彗星十分相似的小天体，后经进一步细致观测，证实它不仅拥有小行星的稳定轨道，还会偶尔释放尘埃，因此被称为“主带彗星”，并命名为“311P”，成为人类确认的第七颗主带彗星。主带是绝大多数小行星运行的主要区域，位于火星与木星轨道之间，汇聚了太阳系内超过90%的小行星。

张晓天表示，311P是运行在火星和木星轨道之间的小行星带中的一个小天体，它既有彗星的物质构成的特征，又有小行星的轨道特征，所以对它进行探测，有助于了解小天体的物质组成结构，还有它的演化机制等等。

天问二号会面临怎样的困难？这次任务和以往相比，又有哪些新的突破？

北京航空航天大学宇航学院副教授张晓天介绍，天问二号所要面临的困难，包括以下几个方面：

第一，导航难。小行星2016HO3，大约就一个足球场那么大，天问二号要在茫茫宇宙中各大星球之间精准地飞向一个足球场，可以想象它的难度。

第二，取样难。在小行星上着陆和在月球或者火星上着陆非常不同。月球重力是地球的1/6，火星大概是1/3，而这次的小行星只是地球重力的百万分之一，几乎是可以忽略的。因此没有办法靠行星的万有引力把探测器吸过去，完全要靠天问二号精准的轨道姿态控制贴上去。

这更像是什么呢？在高速公路上有个大货车，我们要开一个小汽车贴上去，然后用爪子扒住它，伸手去车厢里边拿走一个货物，然后再脱离，此时如果你再考虑到这两辆车实际的速度是30公里每秒，就可以想象这个难度了。

第三，返回难。天问二号取样完成之后，还要飞回地球，分离释放返回舱。这个时候它的速度比嫦娥从月球返回的时候还要高出大概30%。

天问二号是我国首个要以超过第二宇宙速度再入返回地球，并且实现软着陆的航天器。如何克服返回过程中的严酷力热冲击，保证样品安全返回，这也是具有极大挑战的。

第四，转移难。天问二号在释放返回舱之后，主探测器要利用地球的引力弹弓效应再次飞向深空。在之后的七年中，经过一系列的复杂的轨道转移机动，最后到达目标主代彗星311P。在这么长的时间里，天问二号的结构部件、电源系统等等，都要在未知的深空环境下可靠地工作，这也是一个巨大的考验。

天问二号发射有何意义？

2020年，我国曾成功发射了天问一号火星探测器。专家表示，此次即将发射的天问二号将开启我国行星探测工程的新阶段。

图片来源：新京报客户端 设计 卢子雄

张晓天介绍，天问二号是我国行星探测工程的一个重要组成部分，2020年发射了天问一号火星探测器，并且在2021年5月份成功实现了在火星表面的软着陆。祝融号火星车也成功实现了对火星表面的巡视探测。

天问二号可以看作是行星探测工程的第二个重要阶段，它的目标是实现小行星探测。

在未来还会有天问三号、天问四号。天问三号将实现对火星表面的采样返回，因此我们可以说天问二号也可以看作是为天问三号提供了很重要的前期技术储备和技术验证，之后的天问四号还会瞄准更远的木星和天王星的探测，所以说未来还有很多值得我们期待的行星探测的重大任务上演。

资料来源：国家航天局、新华社、人民网、央视新闻、中国航天科技集团科学技术委员会官方科普微博

编辑 常江

设计 卢子雄

校对 张彦君