文/劉巖 攝/王磊

我國小天體探測(cè)如何進(jìn)行？目前到了哪一步？難度是什么？意義如何？4月24日，人民科學(xué)家、中國科學(xué)院院士葉培建在參加中國航天日主場(chǎng)活動(dòng)時(shí)，對(duì)上述問題進(jìn)行了解答。我國行星探測(cè)重大工程包括小天體探測(cè)、火星采樣返回和木星系探測(cè)，同時(shí)太陽系邊際探測(cè)等任務(wù)已在論證中，其中，小天體探測(cè)任務(wù)是行星探測(cè)工程的標(biāo)志性項(xiàng)目，也是我國航天強(qiáng)國建設(shè)征程的標(biāo)志性任務(wù)。

小天體探測(cè)方案的目標(biāo)明確

葉培建介紹，我國小天體探測(cè)已經(jīng)進(jìn)入工程研制階段。我國小天體探測(cè)器方案的探測(cè)目標(biāo)，是1顆地球共軌天體2016HO3及小行星帶中的主帶彗星311P。

圍繞2016HO3和311P，我國將測(cè)定它們的軌道參數(shù)、自轉(zhuǎn)參數(shù)、形狀大小和熱輻射等參數(shù)，研究軌道起源與動(dòng)力學(xué)演化。同時(shí)探測(cè)形貌、表面物質(zhì)組份、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，獲取小行星樣品背景信息，及對(duì)返回樣品開展研究，并探測(cè)311P的空間環(huán)境，及可能的水和有機(jī)物等信息，獲取太陽系早期演化信息。

葉培建介紹，我國小天體探測(cè)目標(biāo)包括突破弱引力天體表面采樣、高精度和高自主相對(duì)自主導(dǎo)航與控制、小推力轉(zhuǎn)移軌道、輕小型超高速再入返回等關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)深空探測(cè)整體能力提升；實(shí)現(xiàn)近地小行星近距探測(cè)、采樣返回和主帶彗星近距探測(cè)，為小行星起源及演化等研究提供數(shù)據(jù)和真實(shí)樣品。

我國小天體探測(cè)器的系統(tǒng)組成包括主探測(cè)器和返回艙。其中，主探測(cè)器將完成近地小行星轉(zhuǎn)移、繞飛詳查、采樣轉(zhuǎn)樣、返回地球、主帶彗星轉(zhuǎn)移及科學(xué)探測(cè)全周期的飛行任務(wù)；返回艙將采用彈道式再入方式，選用“球錐大底+單錐后體”氣動(dòng)外形，通過“氣動(dòng)外形+降落傘”完成減速并著陸于地球。

▲ 行星探測(cè)重大工程實(shí)施路線圖

任務(wù)難度大挑戰(zhàn)多

2019年4月，國家航天局發(fā)布的《小行星探測(cè)任務(wù)有效載荷和搭載項(xiàng)目機(jī)遇公告》確定，中國小行星探測(cè)任務(wù)要通過一次發(fā)射，實(shí)現(xiàn)1顆近地小行星取樣返回和1顆主帶彗星繞飛探測(cè)，達(dá)到探測(cè)領(lǐng)域和核心技術(shù)的全面性突破。

小行星探測(cè)難度非常大。葉培建從4個(gè)方面進(jìn)行了分析：一是目標(biāo)特性不確定性大，附著與采樣機(jī)構(gòu)需適應(yīng)性強(qiáng)；二是小行星交會(huì)、下降、附著、取樣過程，需要高精度全自主導(dǎo)航控制；三是超高速再入返回，需研制新氣動(dòng)外形和防熱材料；四是要模擬小天體表面特性，確保地面驗(yàn)證充分。

葉培建透露，我國進(jìn)行的第一次小行星探測(cè)會(huì)選擇降落采樣。掌握了降落技術(shù)，就意味著將來如果有小行星撞擊地球，我國可以直接接近并干預(yù)。

葉培建坦言，小行星探測(cè)還需要解決航天器長遠(yuǎn)飛行的動(dòng)力問題、通信問題以及長達(dá)10年以上的地面管理問題。

▲ 任務(wù)飛行過程

小天體探測(cè)造福全人類

“實(shí)施小天體探測(cè)，對(duì)全人類都具有重大意義。”葉培建說，宇宙中的小行星非常多，對(duì)小行星進(jìn)行探測(cè)，可以更好地了解宇宙的演化、太陽系的形成和生命的形成，從而得到更多科學(xué)結(jié)論。

同時(shí)，小天體具有豐富的資源?！坝械男⌒行强赡苁悄撤N礦物類，有的小行星是水，人類或許能從小行星上獲得地球缺乏的資源?！比~培建表示。

據(jù)了解，地球在演化過程中，曾多次被小行星撞擊，每次都帶來災(zāi)難。在葉培建看來，小行星探測(cè)技術(shù)成熟后，我國就有能力在小行星飛臨地球時(shí)，對(duì)其加以控制。

▲ 人民科學(xué)家、中國科學(xué)院院士葉培建作開篇報(bào)告，論道我國小天體探測(cè)任務(wù)

國家航天局對(duì)小行星探測(cè)任務(wù)始終抱著開放態(tài)度。國家航天局此前表示，在科學(xué)載荷方面，鼓勵(lì)中外科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合提出載荷技術(shù)方案，聯(lián)合開展研制；鼓勵(lì)工程師和科學(xué)家組成團(tuán)隊(duì)聯(lián)合應(yīng)征，并明確提出利用該載荷數(shù)據(jù)開展研究的具體項(xiàng)目；歡迎國外科研機(jī)構(gòu)參加載荷方案征集，將按照“免費(fèi)搭載，數(shù)據(jù)共享，經(jīng)費(fèi)自擔(dān)”的原則搭載國外載荷。

在搭載項(xiàng)目方面，中國小行星探測(cè)任務(wù)預(yù)留200公斤運(yùn)載能力用于向社會(huì)開放搭載，按照“自籌經(jīng)費(fèi)，免費(fèi)搭載，數(shù)據(jù)共享”的原則，面向高等院校、民營企業(yè)、中外科研機(jī)構(gòu)公開征集搭載項(xiàng)目方案。