若问古人，心有壮志豪情当如何？有人答：自比沧海灿烂星汉出其中；亦有人答：尽挹西江、细斟北斗，万象为宾客。

若问今人，心有壮志豪情当如何？航天人答：当以“天问”，叩问长天。

我国行星探测任务代号为“天问”。5年前，“天问一号”飞赴火星，“祝融”号火星车在那颗红色星球轧下“中国印”；今年5月29日，天问二号任务拉开我国行星探索的新一轮序幕。

“天问”第二次“问天”，问的是小行星2016HO3和主带彗星311P。体积不大的小行星，喷发尘埃的主带彗星，“天问二号”要在这两颗宇宙“粟粒”中，发现人类未知的宇宙奥秘。

2016HO3，为“何”？为何？

2016年4月，美国“泛星1号”小行星巡天望远镜发现了一颗新的小行星，它与地球以相同的周期共同绕太阳公转。

按照小行星临时编号的命名规则，要以“年份＋字母＋数字”分别代表小行星的发现年份、时间段和顺序，于是它有了2016HO3这个名字。

其中，“2016”“H”“O3”分别代表该小行星被发现的年份是2016年、时间段是4月下半月，以及它是该时段内被发现的第89个天体。

从地球角度看，2016HO3似乎也在绕地球运动，因而它也可以说是地球的准卫星。独特的运动轨迹让它还拥有另外一个名字——“Kamo’oalewa”，意为“振荡天星”。

小行星的体积和质量比行星和矮行星小，科学家认为小行星保存着太阳系形成、演化的原始信息，是研究太阳系起源的“活化石”。

早在2012年12月13日，我国嫦娥二号探测器在完成月球探测的主任务后，就曾开启小行星探测的支线任务——在距地球约700万公里远的深空，精确实现与图塔蒂斯小行星的近距离飞越探测，成功获取了图塔蒂斯的高分辨率光学图像。

中国航天科技集团有限公司五院余后满在解释天问二号任务探测目标时，简要科普了小行星的主要特点，“相对而言，小行星2016HO3距离地球较近，有可能为我们研究地球起源提供重要参考信息。”

小行星探测任务周期长、目标远，虽然给航天科研人员带来了不小的挑战和压力，但同时也为他们提供了一个得天独厚的技术试验场——空间推进技术、空间能源技术、表面附着技术、微重力条件下采样技术等关键技术都可以通过这次任务“一试身手”。

小行星2016HO3的运行轨道和地球距离相对较近，约1800万至4600万公里，航天器接近它所需的能量较小。

天问二号计划用两年半的时间执行小行星采样返回任务，随后将飞向更远的主带彗星311P进行探测。

探测小行星2016HO3，意义重大。

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“天问二号”为了此行，做足了功课。

天问二号探测器重约2.1吨，整个探测器翼展长达15米，打个比方就是，它有着小轿车的重量、大公交车的长度。它看似不大的“体内”携带了多台科学仪器，既能更好地帮助“天问二号”找到目标，又可以对目标展开丰富多样的科学探测。

“我们的GNC（制导、导航与控制）系统可以帮助‘天问二号’在茫茫宇宙中更精准地找到小行星。”余后满笑着说，“‘天问二号’应该不会迷路。”

天问二号探测器要飞行近一年才能接近小行星2016HO3，当距其约2000公里的时候，将通过发动机多次变轨逐渐接近小行星，直至距其约20公里。

随后，天问二号探测器需要确定小行星的自转轴、实际自转周期和小行星的大小、形状、结构、表面状态、反照率等信息，最终确定采样点。

“我们要一一排除掉可能影响采样的不利条件，慢慢接近小行星，全面了解小行星的主要特征。”余后满说，“2016HO3这颗小行星重力极小，体积也不大，直径大概在30米~100米之间，不过我们现在并不清楚它的更多具体情况，所以本次任务需要边飞边探边决策。”

航天科技集团五院陈春亮介绍了几个影响采样的关键因素。确定小行星的大小、形状和自转轴，是因为要确定有没有常年光照的区域，从而避开极昼和极夜之地；确定实际自转周期，是因为目前所知的小行星28分钟的自转周期是在地球上测算的数据，更准确的周期还要待天问二号探测器飞过去进行实地探测，这将帮助科研人员选取合适的采样窗口；确定反照率，则是因为小行星上部分区域的反照率可能会影响探测器部分载荷的正常功能。

“我们最想知道的是这颗小行星的结构，这决定了我们将用哪种方式进行采样。”陈春亮说。

采

未知，让人惶恐；而探索未知，令人渴望。

航天科技集团五院曾福明介绍，现在还不知道小行星2016HO3的实际结构是坚硬的“独石”还是松散的碎石堆，因此航天科研人员设计了多种采样方式。

天问二号可根据小行星表面风化层多少选择不同的采样装置进行样本采集。曾福明表示，当小行星地貌具备附着条件时，天问二号会视实际情况决定使用哪种采样装置进行样本获取。

遥遥万里，“远水救不了近火”，天问二号探测器研制团队需要提前预设各种可能存在的风险，在设计上赋予探测器应对能力。“未知实在是太多了，我们会尽最大能力地去思考所有可能发生的情况。”曾福明介绍。

回

天问二号采样完成后，归心似箭。

对此，陈春亮解释，这是因为天问二号探测器在去程中需要控制好能源的使用，保证在探测和采样时有足够的动力，而返程时只需要全速回来就行，仿佛是返“乡”情更“切”。

在天问二号探测器返回地球前，携带样本的返回舱将与主探测器分离，前者回地球、后者“蓦然”转身，飞向更加遥远的主带彗星311P。

返回舱将进入大气层，在距地面一定高度时进行气动减速，最终降落在设定好的着陆场，这对返回舱的防热、自主导航、制动等都提出了更高的要求。

“嫦娥”的返回器防热材料经过了实践检验，如果能被“天问二号”直接“拿来”，看起来最简单、最有安全感。但是，工程设计对天问二号返回舱的大小、重量有着不一样的标准，考虑到还有更大的再入速度，团队还是决定走出舒适区，寻找新型防热材料，重走试验验证等严格的流程。

地球上寒来暑往，宇宙中时光飞逝，陈春亮话语中满含期盼。

311P，为“何”？为何？

天问二号，二问主带彗星311P。

在和返回舱分离后，天问二号主探测器要飞往更加遥远的主带彗星311P。

主带彗星的轨道位于小行星主带内，其轨道偏心率和轨道倾角与主带内的小行星相似，但外形和成分又很像彗星，所以被命名为主带彗星。兼具小行星和彗星特点的主带彗星自被发现以来，其形成和演化原因备受关注。

天问二号探测器要去的主带彗星311P位于火星与木星轨道之间的主小行星带内侧，距离地球约1.5亿至5亿公里。

311P尘埃喷发时，会将上万吨尘埃送入宇宙。这些尘埃在太阳风吹拂下，让311P像一架转动着的宇宙风车。

飞至主带彗星311P需要更多的能源。余后满介绍，天问二号探测器采用了圆形柔性太阳翼，在保证轻量化的同时也能获取更多的太阳能。

天问二号探测器飞向小行星2016HO3，要经受住近地区域太阳高温的“炙烤”，而飞向主带彗星311P时，却要开始怀念此前的阳光。对此，天问二号探测器应用了特别的电源控制技术，即便它与太阳越来越远，依旧可以有飞往深空的能力。

两段任务，一近一远、一冷一热，这种“两重天”式的考验，在航天人的极致追求下，天问二号探测器“一肩挑”，这也将有力促进中国航天行星探测工程研制能力不断迭代、不断进步。

先是小行星采样返回，再是奔赴主带彗星，二者相加，设计任务周期约10年。但与宇宙的亘古相比，却又显得须臾而短暂。

于微尘中见世界，在须臾中看永恒。我们收到天问二号探测器在茫茫宇宙中传回的每一个信号，都激荡着航天人突破自我的壮志豪情，更彰显出人类文明探索未知的时空印刻与永恒记忆。

来源/《中国航天报》，原标题《以十年问亘古——深度解读我国行星探测工程天问二号任务》

文/任长胜

编辑/李庆勤