在4月24日举行的2021年中国航天大会主论坛上,中国科学院院士、嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建透露,我国小天体探测任务已经进入工程研制阶段。我国小天体探测器方案的探测目标,是一颗地球共轨天体2016HO3以及小行星带中的主带彗星311P。
截至目前,我国已成功实现嫦娥四号、嫦娥五号等月球与深空探测任务。未来中国还将实施探月工程四期,小天体探测、火星采样返回、木星系探测等行星探测重大工程,与此同时太阳系边际探测等任务已在论证之中。
“这其中,小天体探测任务是行星探测重大工程的标志性项目,也是我国航天强国建设征程的标志性任务。”叶培建说。
太阳系起源的“活化石”?国际深空探测的新热点
当天,叶培建受邀发表题为《我国小天体探测任务的设想》报告。我国小天体探测如何进行,目前进入哪个阶段,难度是什么,意义如何?他对这些问题进行了解答。
所谓小行星,是指太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小很多的天体;彗星是指进入太阳系内,亮度和形状随日距变化而变化的绕日运动天体。
叶培建介绍,上世纪90年代前,世界各国对小天体的探测均为飞越探测。此后,全球共实施9次小天体探测任务,其中美国6次、欧空局1次、日本2次;小行星6次,彗星3次。
最近的一个动态是:美国“欧西里斯”探测器计划今年5月踏上返回地球的旅程。该探测器于2016年9月9日发射,2018年12月到达小行星“贝努”。近距探测1年后,“欧西里斯”探测器开展了一次“触碰采样”,确认采集到样品,计划2023年9月抵达地球。
去年12月6日,日本“隼鸟2号”返回舱降落在澳大利亚南部沙漠地带,获取“龙宫”小行星样品5.4克,引发外界关注。据悉,日本“隼鸟2号”探测器于2014年12月3日发射,经过1年半近距探测后,实施了两次“触碰打弹采样”。
小天体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,也是目前国际深空探测的热点、行星科学研究的前沿。叶培建说。在他看来,实施小天体探测,在“开辟新疆域、揭示生命起源、推动技术进步、开发天然资源、保护地球安全”方面意义重大,影响深远。
具体来看,宇宙中的小行星非常多,仅太阳系中就有上百万颗。对小行星进行探测,可以更好了解宇宙的演化、太阳系的形成和生命的形成,从而得到更多科学结论。此外,小天体具有丰富的资源,有的小行星可能是某种矿物类,有的小行星是水,人类或许能从小行星上获得地球缺乏的资源。
地球在演化过程中,曾多次被小行星撞击,每次都带来灾难。在叶培建看来,小行星探测技术成熟后,我国就有能力在小行星飞临地球时,对其加以控制。
在4月24日中国航天日主场活动开幕式上,国家航天局局长张克俭也提到了小行星防御,他说,“站在新的历史起点,中国航天将论证实施探月工程四期、行星探测工程、建设国际月球科研站和近地小行星防御系统,拉开新时代探索九天的新序章。”
一次任务全面突破 挑战越大 进步越大
2019年4月,国家航天局发布的《小行星探测任务有效载荷和搭载项目机遇公告》确定,中国小行星探测任务要通过一次发射,实现一颗近地小行星取样返回和一颗主带彗星绕飞探测,达到探测领域和核心技术的全面性突破,使我国小天体探测达到国际同期先进水平。
“小天体探测可谓是科学成果丰硕,任务周期长、技术挑战大。”叶培建说,我国小天体探测任务希望通过一次发射实现两类探测目标和近距、附着、采样等三种探测模式。
“由于小行星引力小,尚未有国家实现小行星降落采样。我国进行的第一次小行星探测就会选择降落采样。掌握了降落技术,就意味着将来如果有小行星撞击地球,我国可以直接接近并干预。”叶培建说。
据他介绍,我国小天体探测任务拟探测地球共轨天体2016HO3和小行星311P。2016HO3是一颗地球共轨天体,发射和返回窗口灵活;适于取样返回、分析天体来源。311P是小行星带中的主带彗星,研究热点为主带彗星形成和演化、气体活动机制。
围绕2016HO3,我国将测定轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数,研究其轨道起源与动力学演化。同时探测形貌、表面物质组份、内部结果,获取小行星样品背景信息,以及对返回样品开展实验室分析研究。
文章来源:《工程与试验》 网址: http://www.gcysyzz.cn/zonghexinwen/2021/0425/1710.html