天问二号任务探测器成功发射！我们又要去探索哪些“星星”了？
2025 年 5 月 29 日，中国行星探测工程天问二号任务探测器成功发射！
按照计划，天问二号任务将通过一次发射，实施小行星 2016 H03 伴飞、取样、返回和主带彗星 311P 伴飞探测等多项任务。天问二号计划 3 年内完成近地小行星探测和取样返回，10 年内到达主带开展环绕探测，实现中国小行星探测跨越式的发展。
新华社记者 才扬 摄
穷究宇宙，天问二号接续追问
天问系列（Tianwen）是中国行星探测系列任务名称，主要目标是实施以火星探测为重点的行星探测工程。
2020 年 7 月 23 日，天问一号探测器在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，着巡组合体于 2021 年 5 月 15 日成功软着陆火星表面，并在 7 天后开展了火面巡视。天问一号顺利实现了对火星进行 " 绕、着、巡 " 的三大任务，使我国成为继美国之后，第二个在火星着陆探测的国家。
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今日，天问系列探测器再次踏上星际征途，开启了我国行星探测工程的新篇章。本次发射使用 " 长征三号乙改二型 "（CZ-3B/G2）运载火箭，于西昌卫星发射中心进行任务执行。从解决小行星探测主要的科学问题出发，天问二号任务发射探测器将在距地球远达 4200 万公里的空间，围绕近地小行星 2016 H03 和主带彗星 311P 展开探测，实现 " 认知小天体、解密小天体，追溯小天体的前世和今生，探索生命和地球水的起源，揭示太阳对小天体的影响，以及探究小天体对地球的危害 "5 大类科学目标。
此次的任务大致分为两个阶段，第一阶段是近地小行星 2016 H03 的交会、伴飞探测和采样，预计会伴随这颗小天体飞行一年后择机执行采样任务，然后探测器与返回器分离，返回器将其采样品送回地球，目标是取得 100 克以上的小行星样品。第二阶段是探测器进行借力转移，继续前往主带彗星 311P，预计这个阶段需要耗费 7 年时间。这意味着整个任务将会持续近 10 年的时间，预计 2035 年左右才能结束任务。这甚至比天问三号还要晚，毕竟三号预计在 2030 年就会返回了。
虽然结束得比天问三号晚，但二号会进行采样技术的验证，为三号做好技术准备。同时，天问二号也进行了技术升级，将实现我国首次抄第二宇宙速度地球再入，这与嫦娥五号、六号的返回完全不同，它们采用的是 " 弹道 - 升力式 " 再入过程，而天问二号将采用弹道式再入，环境和技术的要求都严苛很多。
为了顺利完成既定科学目标，天问二号任务配置了可见红外成像光谱仪、多光谱相机、中视场彩色相机、热辐射光谱仪、探测雷达、磁强计、中性粒子与带电粒子分析仪、喷发物分析仪、窄视场导航敏感器和激光一体化导航敏感器等多种载荷，其中窄视场导航敏感器和激光一体化导航敏感器为工程导航和科学探测复用仪器。
采样目标：小行星 2016 H03
所谓小行星（Minor Planet/Asteroid），是指围绕太阳运行、体积和质量比行星和矮行星小，且不易释放出气体和尘埃的天体。小行星上有很大可能保存着太阳系形成、演化的原始信息，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 "，具有极高的科研价值。同时，小行星撞击事件曾多次发生，部分导致地球环境灾变和生物灭绝，直接威胁人类的生存和发展，因此小行星成为当前深空探测的热点之一。
天问二号探测的小行星为 "2016 H03 小行星 "，于 2016 年 4 月被美国捕捉到踪迹。2016 代表发现的年份，H03 则表示小行星被发现的顺序编号。后来，该小行星轨道确定后，获得永久编号 469219。同时，这颗小行星还被赋予了一个浪漫的夏威夷语名字：Kamo'oalewa，意为 " 振荡摆动的天体碎片 "。
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2016 H03 小行星是一颗准卫星。准卫星是地球共轨天体动力学状态中最为稀有的一种，它会与行星有几乎相同的轨道共振，在公转许多次后便会接近行星并留驻。2016 H03 小行星绕太阳公转周期为 365.4 天，与地球的 365.25 天几乎完全同步。目前，地球附近的 7 颗准卫星中，2016 H03 距离地球最近、运行最稳定。
此外，2016 HO3 轨道半长径与地球非常接近，因此其日心轨道角速度与地球相当。这颗准地球卫星与地球的距离大约在 0.1～0.3 AU，对地面测控要求相对较低，转移轨道需要的能量也相对较小，这是探测该小行星的两个优点，适合就位探测和采样返回探测。
天问二号将以飞越、伴飞、附着、采样返回等方式，对 2016 H03 小天体进行整体性遥感探测、局部区域就位探测和采样返回，测定其轨道参数、自转参数、形状大小等物理参数，探测其形貌、表面物质组分、内部结构，获取样品的背景信息，并对返回样品开展实验室分析研究，为探究小行星、早期太阳系的形成与演化过程提供科学依据。
绕飞探测目标：主带彗星 311P
同时，天问二号也会对主带彗星 311P 进行探测。主带彗星于 2013 年 8 月被发现，直径约为 480 米，轨道位于主带内侧。
主带指火星与木星之间的小行星带，这里是小行星最密集的区域。截止 2024 年年底，发现的小天体超过 140 万颗，其中的 90% 都位于主带。彗星（Comet），是指进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状的独特外貌，主要由为彗核、彗发、彗尾三部分组成。
主带彗星（又称冰质小行星、活跃小行星）是小行星与彗星之间的过渡形式，同时具有小行星的轨道特征和彗星的物理特征，即其轨道离心率和轨道倾角都与主带内的小行星相似，但其在外形和成分上又表现出彗星活动的特征，活跃时具有彗发和彗尾。主带彗星的数量与准卫星一样稀少，已经观测到的主带彗星只有 15 颗。目前非常缺少对主带彗星的探测，有诸多科学问题需要深入研究。
天问二号预计测定主带彗星 311P 的轨道参数、自转参数、形状大小等物理参数，对其形貌、表面物质组分、内部结构、临近空间环境以及可能的水和有机物等信息进行探测，研究主带彗星的形成和演化、气体活动机制，为太阳系起源与演化提供重要线索。
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此外，311P 的尾巴从何而来？它是否有卫星？一个个悬而未决的疑问也有望在此次任务中获得答案。
一般来说，当彗星靠近太阳时，内部冰物质会受热蒸发，带出尘埃，形成壮丽的彗尾。然而，311P 虽然 " 长 " 着彗尾，却 " 定居 " 在小行星带，由于这里过于靠近太阳，阳光辐射强，被普遍认为难以保留水冰等挥发性物质。换句话说，311P 打破了小行星和彗星的传统界限。科学家们猜测，311P 的 " 尾巴 " 可能是因为自转加速或受到撞击，导致表面或内部的物质被抛射出来形成的。
对 311P 的观测结果还显示，它可能有一颗卫星。如果属实，311P 便是少有的 " 双小行星 " 系统。这种系统中会有一个主星和一个环绕卫星组成，或是两颗小行星环绕着它们共同的质量中心。目前的理论主要认为，这种系统的形成可能是由于母体受到撞击后分裂形成，也可能是通过引力相互捕获形成。后期，天问二号将通过近距离探测，提供更直接的信息及数据，解开 311P 的更多奥秘。
征途漫漫，求索步履不停
2030 年前后，我国将实施天问三号任务，确立生命痕迹探寻为第一科学目标，开展火星着陆、火面起飞、火星轨道交会，实现火星采样返回。届时，我国有望成为第一个火星采样返回的国家。此外，我国也已经开始筹划建设世界首个火星样品试验室。
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目前，天问四号任务已经处于深化论证阶段，目标是进行对木星的环绕探测及其卫星——木卫四的着陆探测，之后将穿越探测天王星、海王星等行星。在未来，我国还将逐步实施金星、水星、冰巨星等更多探测任务。
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参考文献
[ 1 ] LI C L, LIU J J, REN X, et al. Scientific objectives and payloads configuration of the Tianwen-2 mission [ J ] . Journal of Deep Space Exploration, 2024, 11 ( 3 ) ：304-310.
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出品丨科普中国
作者丨苏子安 北京航空航天大学
监制丨中国科普博览
审校丨徐来、林林
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