未来天玑|发射之前，抢先了解天问二号探测任务的双星挑战！

太空梦想 2025-05-19 11:35:00 行业资讯 511 0

发射之前，抢先了解天问二号探测任务的双星挑战！

本月下旬，中国航天即将迎来又一里程碑式事件——天问二号探测任务即将启程。此次任务将通过一次发射，实施小行星2016HO3伴飞、取样、返回和主带彗星311P伴飞探测等多项任务，并挑战攻克多项技术难点。在天问二号探测器正式起航之前，让我们来一起抢先了解天问二号探测任务的任务信息吧。

天问二号探测器已顺利转入发射区

科学载荷

天问二号（Tianwen-2）是中国第一次小行星采样返回和主带彗星绕飞探测任务，属于中国行星探测工程。作为我国目前最新的深空探测器，天问二号探测器分为主探测器与返回舱，使用柔性太阳翼，此外还集成了十台先进的科学载荷和一台搭载载荷——旋转衍射高光谱相机。这些载荷将协同工作，对目标天体进行全方位的观测和测量，以下是这些载荷的具体信息：有效载荷主要功能预期可实现科学目标

可见红外成像光谱仪

1）获取小行星表面可见至红外谱段高分辨率成像光谱数据；2）对小行星采样区进行近距离探测，获取表面兴趣位置的可见至近红外的高分辨率光谱数据

探测小行星和主带彗星的表面物质成分、可能的水和有机物等，获取小行星样品的背景信息

热辐射光谱仪

1）获取小行星表面热辐射的光谱图像信息，探测小行星表面热辐射特性，用于亚尔科夫斯基效应研究；2）获取小行星热辐射光谱数据，用于表面矿物质分布研究

探测小行星和主带彗星的表面物质组分、可能的水和有机物等，以及热辐射物理特性，获取小行星样品的背景信息

多光谱相机

1）对小行星进行多光谱成像，用于表面形貌和物质类型研究2）对采样区进行特定谱段的光谱探测，为样品采集提供背景信息，并辅助采样目标选择

探测小行星和主带彗星的形貌、表面物质组分，获取小行星样品的背景信息

中视场彩色相机

对小行星进行全球成像，获得形状、大小、表面形貌、自转周期等特征

测定小行星和主带彗星的自转参数、形状大小等物理参数，探测小行星和主带彗星的形貌

探测雷达

获取小行星表层和次表层雷达回波数据，开展小行星次表层结构探测

探测小行星及主带彗星的内部结构

磁强计

1）对小行星磁场探测，获取小行星可能的磁场分布数据2）对主带彗星磁场探测，了解主带彗星本体剩磁强度和分布

探测小行星和主带彗星的临近空间环境信息

带电粒子与中性粒子分析仪

1）对主带彗星附近中性气体成分及其同位素、冷等离子体离子及其同位素测量，结合尘埃颗粒环境测量，研究主带彗星大气层和电离层形成与演化、主带彗星的活动性驱动力起源和机制2）对主带彗星和小行星等离子体环境测量，结合空间磁场测量，研究太阳风与小行星的相互作用

探测小行星和主带彗星临近空间环境信息

喷发物分析仪

探测主带彗星的尘埃物理、动态特性及其空间分布特征，主带彗星挥发分及游离气体分子的特征

探测主带彗星尘埃粒子大小、质量、速度等物理特性，以及可能的气体分子种类和含量

窄视场导航敏感器

对小行星/主带彗星进行成像，获得小行星/主带彗星的形状、大小、表面形貌、自转特性及轨道等特征

测定小行星和主带彗星的自转参数、形状大小等物理参数，探测小行星和主带彗星的形貌，获取小行星样品的背景信息

激光一体化导航敏感器

实现小天体地形三维点云扫描，获取测距、测速及位姿测量数据

探测小行星采样区的形貌，获取小行星样品的背景信息

天问二号探测器的性能卓越，具有高度的自主导航和智能控制能力。它能够在深空中自主调整飞行姿态和轨道，确保准确到达目标天体。同时，探测器还具备强大的数据处理和传输能力，能够将观测数据实时传回地球，供科学家进行分析和研究。

目标双星

提到“天问二号”，有人可能会以为它是继天问一号之后的第二次火星探测任务，但其实“天问”是中国行星探测系列任务的命名，并不限于火星。天问二号的任务是造访两颗目标天体，一颗是编号为2016 HO3的近地小行星，另一颗是主带彗星311P。

近地小行星 2016 HO3

近地小行星2016HO3由美国夏威夷的泛星计划巡天望远镜于2016年首次捕捉到踪迹。它是人类发现的第一颗地球准卫星，稳定运行于地球轨道附近，其公转周期与地球公转周期接近。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。

从探索的价值来看，2016HO3极有可能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。此外，也有科学家推测，这颗直径约40～100米的天体，很有可能是某次远古撞击事件的抛射物。而从另一个角度来看，2016HO3和地球距离较近，对地面测控要求相对较低，航天器接近它所需的能量也较小，因此，对它进行探测也是个“性价比”很高的任务。

主带彗星311P

主带彗星311P于2013年被发现，是运行在火星与木星轨道之间小行星带中的小天体。它不仅拥有小行星的稳定轨道，还会偶尔释放尘埃，身后拖着多条尘埃尾，同时具有传统彗星的物质构成特征和小行星的轨道特征。

一般来说，彗星往往来自太阳系边缘，包含着大量的冰物质。当彗星靠近太阳时，内部冰物质受热蒸发，带出尘埃，形成壮丽的彗尾。然而311P却位于小行星带，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。因此，311P的彗尾来源成为了一个亟待解决的科学问题。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。另外，311P可能是少有的双小行星系统，这将为天问二号的探测任务提供额外的研究价值及技术挑战。

着陆采样

在天问二号搭乘长征三号乙运载火箭发射升空后，需要经过约一年的飞行将到达探测任务第一站：近地小行星2016HO3。随后，它仍需伴随这颗小天体飞行一年后，才能择机执行采样任务。原因一是因为要在着陆采样之前执行许多科学研究，二是因为对这颗小天体的了解还不够，需要时间探明天体信息。中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥曾表示，与火星不同，小行星上没有重力，因此这也意味着航天器无法环绕小行星飞行，只能追上后一起飞行，并在伴飞的过程中进行附着，择机取样。

天问二号设计了悬停、触碰、附着3种采样方式，以适应2016HO3可能的松散“碎石堆”或坚硬“独石”结构。在采样过程中，天问二号会使用多臂协作式小天体附着取样机器人机械系统，将自己固定在小行星表面再执行采样任务，目标是取得100克以上的小行星样品。采样完毕后，天问二号将花费约半年左右时间返回地球。回到地球附近后，天问二号会把装有小行星样品的返回舱进行交接，并借地球完成引力加速，将自己弹向下一站旅途——探测主带彗星311P。预计天问二号从地球飞到311P需耗费7年时间，整个任务预计耗时将达十年之久。

样品返回

在此次任务中，天问二号返回舱再入也将成为新的一大挑战。

在天问二号将回到地球附近后，返回舱将尝试以超过第二宇宙速度的速度再入地球大气层。这一前所未有的挑战，对返回舱的防热、隔热、结构强度以及气动稳定性等设计提出了极高的要求。为了实现这一目标，返回舱采用了“球锥大底+单锥后体”的构型设计，以应对再入过程中严苛的环境。与嫦娥五号、嫦娥六号采用的“弹道-升力式”再入方式不同，天问二号将采用弹道式再入，这意味着它将面临更为严苛的热流和加热量考验。为了应对这一挑战，中国在隔热材料和技术上进行了重大升级。综合考量，天问二号任务的科学研究预计将在多个领域取得突破，不仅在小行星的起源与演化方面、太阳对小天体的影响方面和小行星轨道演变方面将有突破性进展，推动行星科学的发展进步，还将推动我国“精细”航天技术发展，推动深空探测技术的发展和应用，为人类探索宇宙的奥秘贡献更多的智慧和力量。