天问二号
Tianwen 2
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。天问二号任务由工程总体和探测器、运载火箭、发射与回收、测控、地面应用五大系统组成。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。
2025年5月29日1时31分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙Y110运载火箭,成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。火箭飞行约18分钟后,将探测器送入地球至小行星2016HO3转移轨道。此后,探测器太阳翼正常展开,发射任务取得圆满成功。
天问二号任务工程目标一是突破弱引力天体表面取样、高精度相对自主导航与控制、小推力转移轨道设计等一系列关键技术,二是为小行星起源及演化等前沿科学研究提供探测数据和珍贵样品。科学目标则聚焦于测定小行星和主带彗星的多项物理参数:
1)测定小行星和主带彗星的轨道参数、自转参数、形状大小、热辐射特性等物理参数,开展轨道动力学研究;
2)开展小行星和主带彗星的形貌、物质组分、内部结构以及可能的喷发物等研究;
3)开展样品的实验室分析研究,测定样品物理性质、化学与矿物成分、同位素组成和结构构造,开展小行星和太阳系早期的形成与演化研究。
探测器上共配置了中视场彩色相机、多光谱相机、可见红外成像光谱仪、热辐射光谱仪、探测雷达、磁强计、带电粒子与中性粒子分析仪、喷发物分析仪、窄视场导航敏感器、激光一体化导航敏感器、旋转衍射高光谱相机等11台科学设备。这些先进设备将助力探测器在飞行过程中对小行星和主带彗星进行探测,获取科学数据。
图一:天问二号探测器与地球合影(国家航天局供图)
这些设备将对小行星的地形地貌、内部结构、物质组成进行全方位扫描和分析,为后续的采样环节提供至关重要的决策依据。小行星被认为是太阳系早期的“活化石”,它们诞生于约45亿年前,此后基本保持了原始状态。因为人类对2016HO3这颗小行星的认知还非常有限,天问二号任务的一个突出特点是实施“边飞边探边决策”的策略。
图二:2026年7月2日,天问二号探测器在距离小行星2016HO3约20千米处拍摄的小行星图像(国家航天局供图)
由于小天体引力非常弱小,坚硬表面易造成探测器反弹,而松散表面又难以阻止探测器下陷,探测器的控制必须精准。据介绍,探测器将采用“边飞边探边决策”的策略,从距离目标天体约2000千米开始,基本自主开展目标天体精准捕获、逐步接近、科学探测和样品采集。在近距探测段按照“边飞边探、逐步逼近”原则,对小行星开展悬停、主动绕飞等探测,确定采样区后进入采样段。
此外,天问二号还创新性地设计了触碰、悬停、附着三种采样模式,以应对小行星的不同表面特性。根据实地探测结果,在地面团队指导下,天问二号将选择最安全、最有效的方案,从小行星上获取宝贵的样本。
小行星2016HO3是人类目前发现的地球准卫星之一,其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”,具有极高科研价值。主带彗星311P是运行于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。对该主带彗星进行探测,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。
2026年7月6日,国家航天局发布:天问二号探测器历经约400天、行程约10亿千米的“追星”之旅,于近日与小行星2016HO3成功交会,到达距离小行星20千米处,开始科学探测。在抵近小行星过程中,探测器获得小行星影像数据。同时,任务团队利用探测器抵近过程中获得的光学导航数据,改进了小行星星历,将之前仅依靠地基观测所确定的小行星位置误差,由上百千米减小到千米量级。后续,探测器将逐步开展更精细科学探测,获取小行星形貌、物质成分、内部结构等信息,为做好采样准备提供支撑。