据中国国家航天局消息,北京时间29日1时31分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,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。
预计于2027年底着陆地球并完成回收
综合中新社报道,天问二号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。小行星2016HO3是人类目前发现的地球准卫星之一。
天问二号任务工程目标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,并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。
此次发射任务圆满成功,仅仅是天问二号任务漫长探测过程的“第一步”。天问二号任务技术难度大,工程风险高,共包含13个飞行阶段。其中,小行星探测和采样返回包括9个阶段,预计于2027年底着陆地球并完成回收。此后,主探测器则继续飞行,前往主带彗星311P,开展后续探测任务。
与探月、探火相比,此次任务有何新难点?
这是中国首次实施小行星采样返回任务,也是继首次火星探测任务天问一号之后,中国再次实施行星际探测任务。
此前中国已成功实施天问一号任务,实现了火星“绕、着、巡”探测,但天问二号任务主要针对小行星和主带彗星开展探测活动,探测目标不同,也带来新的技术难题。
一方面,科学家目前对于小行星2016HO3的自转速度、表面状态等具体情况尚存一定不确定性,这为天问二号任务带来艰巨又复杂的挑战。韩思远表示,对此,工程将采用“边飞边探边决策”的策略,以应对目标天体特性不确定等难题。
另一方面,不同于月球采样和火星着陆,小行星附着与采样是在弱引力条件下进行。中国国家航天局探月与航天工程中心副主任韩思远指出,根据目前的观测数据判断,小行星2016HO3的平均直径约41米,几乎处于零重力环境,加之小行星处于高速自转状态,探测器需在这种复杂条件下,在有限时间内完成稳定附着及采样,任务难度巨大。
此外,天问二号任务距离跨度大也为其增添挑战。完成小行星采样任务后,天问二号主探测器还将与返回舱分离,花数年时间飞往主带彗星311P。小行星2016HO3距离地球约1800万至4600万公里,主带彗星311P距离地球约1.5亿至5亿公里。韩思远称,距离地球远、多目标探测、任务周期长,对轨道设计、能源管理、智能控制以及探测器工作状态的长寿命、高可靠等方面都提出了较高要求。
为何选定小行星2016HO3和主带彗星311P?
受访专家指出,这两个小天体均具有良好的工程可达性和独特的科研价值。
2016年,人类首次捕捉到小行星2016HO3的踪迹。它运行于地球轨道附近,其环绕太阳公转周期与地球公转周期接近。由于它的轨道相对稳定,经过前期轨道设计,探测器需相对较低的能量即可抵达。
小行星2016HO3个头小,直径仅40米到100米左右,地基望远镜很难观测到,刘建军说,关于这颗小行星的来源,目前有很多猜测。有观点认为,它可能是月球被撞击后形成的碎片,有的认为它来自小行星带,被地月系捕获形成,还有人认为它原本就存在于这条轨道上。“它究竟来自何处,物质组成如何?有待人类进一步探测研究。”
另一个探测目标主带彗星311P的选定亦是如此。主带彗星311P运行在火星与木星轨道之间的小行星带中,它既像小行星般沿固定轨道行进,又像彗星一样喷发尘埃,被称为“活跃的小行星”。这在干燥的小行星带中十分罕见。
专家指出,近距离探测这颗特殊的小天体有助于了解这类小天体的物质组成、结构以及演化机制,填补太阳系小天体研究领域的空白。