长征三号乙 Y110 运载火箭发射成功
5 月 29 日凌晨 1 时 31 分,长征三号乙 Y110 运载火箭在西昌卫星发射中心成功将天问二号探测器送入地球至小行星 2016HO3 的转移轨道,标志着我国首次小行星探测与采样返回任务正式启航。这一任务以 “双目标探测 + 采样返回” 的创新设计,开启了中国深空探测的新纪元,其技术难度和科学价值在国际航天领域引发广泛关注。
任务目标:跨越十年的 “星际科考”
天问二号的核心任务是对近地小行星 2016HO3进行伴飞探测、采样并返回地球,随后飞抵主带彗星 311P开展长期科学研究。这一双重目标设计在全球深空探测任务中尚属首次:
小行星 2016HO3:这颗直径约 50 米的 “地球准卫星” 与地球共享类似轨道,被认为可能携带太阳系原始物质或月球远古撞击碎片。探测器将在 2027 年底前完成采样返回,其样本将为揭示地月系统形成历史提供直接证据。
主带彗星 311P:这颗兼具小行星轨道特征与彗星活动的天体,可能改写太阳系水源分布理论。探测器将伴飞探测其物质组成与演化机制,填补小天体研究空白。
任务周期长达10 年,覆盖发射、转移、接近、采样、返回、再入回收及彗星探测等13 个飞行阶段,最远将抵达距地球约 5 亿公里处,是中国航天史上持续时间最长、复杂度最高的深空任务。
技术突破:挑战深空探测极限
(1)火箭精准投送与轨道控制
长三乙火箭首次执行地球逃逸轨道发射,需将探测器加速至11.2 千米 / 秒的第二宇宙速度,且速度偏差需控制在1 米 / 秒以内,相当于从北京向上海投掷篮球并精准入筐。为此,火箭采用迭代制导技术和末速修正技术,在分离前实时调整姿态,确保入轨精度。此次任务还实现了连续三天仅 4 分钟的零窗口发射,为探测器节省大量燃料。
(2)深空测控与通信保障
中国深空测控网(包括佳木斯 66 米深空站)全程护航,采用多频波束波导天线和馈源与接收机一体化制冷技术,在距离地球数亿公里的深空建立稳定 “信息通道”。喀什 4×35 米天线组阵系统实现 “有人值守、无人操作” 模式,配备健康管理设备实时诊断故障,确保通信链路万无一失。
(3)弱引力环境下的采样与导航
针对小行星 2016HO3 质量轻、引力弱的特点,探测器设计了触碰、悬停、附着三种采样模式,并搭载中视场相机、多光谱相机、热辐射光谱仪等11 台科学载荷,通过 “边飞边探边决策” 策略实现自主导航与科学探测。采样过程中,探测器需在悬停状态下精准操作机械臂,采集约 200 克表面物质,其难度堪比 “太空绣花”。
科学价值:解码太阳系 “活化石”
(1)小行星 2016HO3 的特殊意义
这颗小行星被国际天文学界视为 “宇宙活化石”,其轨道参数与地球高度同步,但形成机制至今成谜。通过分析其样本,科学家有望验证 “地月撞击抛射物” 假说,或发现太阳系早期原始物质残留,为行星形成理论提供关键证据。
(2)主带彗星 311P 的颠覆性发现
311P 的探测可能挑战传统 “彗星运水说”。若其冰物质含量与近地彗星差异显著,将揭示太阳系不同区域物质分布规律,甚至为地球生命起源研究提供新线索。
国际合作与未来展望
(1)全球科研力量协同
任务预留200 公斤载荷能力向国际开放,意大利已确认参与合作。巴基斯坦空间研究委员会通过 ICUBE-Q 小卫星参与测控,并计划在后续嫦娥任务中深化合作,体现了 “数据共享、成果共赢” 的全球航天精神。
(2)技术积累与后续任务
天问二号突破的弱引力采样、小推力轨道设计等技术,将直接应用于未来天问三号火星采样返回和天问四号木星探测任务。其 “一次发射、双目标探测” 的模式,也为降低深空探测成本提供了创新范式。
历史意义:中国航天的新里程碑
此次任务是继天问一号 “绕着巡” 火星探测后,中国深空探测能力的又一次跃升。其技术复杂度超越日本隼鸟二号(单目标采样)和美国 OSIRIS-REx(单目标采样 + 飞掠),相当于两者任务总和,且成本控制更优。正如国家航天局专家所言,天问二号的成功发射,不仅是中国航天迈向更遥远宇宙的关键一步,更将为人类共同探索太阳系起源贡献中国智慧。
