天问二号十年之旅，将带回什么？

2025年5月29日1时31分，长征三号乙遥一一〇运载火箭托举天问二号探测器，从西昌卫星发射中心直上苍穹。探测器精准进入预定轨道，开启了为期十年的科学探索征程。天问二号的十年太空之旅会带回什么？探索太阳系小天体又将为我国的深空探测打下哪些科学基础？听听中国科普作家协会会员雷淼怎么说。

2025年5月29日1时31分，天问二号探测器发射升空。十年科考两颗太阳系小天体

天问二号任务并不是继天问一号之后的第二次火星探测任务，而是中国行星探测工程的重要组成部分。该任务计划通过单次发射，实现对近地小行星2016 HO3、主带彗星311P/PanSTARRS（以下简称311P）这两颗太阳系小天体的科学探测。概括来说，这次行程是“一次往返加一次单程”。

天问二号发射入轨后，先用一年时间飞往第一个目标：近地小行星2016 HO3。这颗小行星围绕太阳的公转周期是365.77天，与地球的365.25天很接近。它在今后300年内，会一直和地球保持着38到100个地月距离，不即不离地跟着地球转。与地球距离较近，意味着这颗小行星比其他太阳系天体更易到达，也意味着它与地球的起源演变有着深厚的渊源。

天问二号在近地小行星2016 HO3采集100克以上的样品并送回地球后，过家门而不入，迅速赶往下一个目的地主带彗星311P。这段旅程大约需要7年时间，随后在距离目标20公里处伴飞并开展近距离科学探测。比如，这颗小天体是主带的原住民还是外来户？如果它“生于斯，长于斯”，那么可挥发物质是如何在离太阳这么近的地方幸存至今的？这一保存机制是否普遍？彗星在“蛰伏”期间的状态是怎样的？形成地球原始海洋的水有没有主带小行星的一份功劳？可以说，科学家对主带彗星311P的探测结果寄予厚望。

为什么要研究小天体

天问二号的两个探测目标都是太阳系小天体，而小天体的探测研究可以归为两个主要方面：一是太阳系的起源和演化，二是小天体对地球的影响。小天体是太阳系中最早形成的天体之一，它们各自围着太阳“索然无趣”地运行了几十亿年，和大行星相比，这些原始天体在形成后的物理、化学性质改变最少，保留了太阳系形成早期的大量证据。

此次，天问二号配置了10台科学载荷与1台搭载载荷，由表及里地对两个小天体进行全方位的考察。这些载荷主要有以下考察内容和科学目的。

1.小天体的“长相”包括测量小天体与探测器之间的相对轨道、构建精细三维立体模型和取样区的局部地形数据、测量小天体的形状大小和自转参数等基本物理特性。

2.小天体的“体格”从多个波段建立小天体的表面温度分布图和热惯量分布图，采集表面光谱数据，用于研究小天体的物质成分、内部结构等。

3.小天体的“生活”条件如测量太阳风通量分布、温度、密度、速度等参数，以及主带彗星附近的中性气体成分与密度分布；研究小天体的空间环境和可能存在的喷发物质等。

天问二号探测器（动画模拟图）国家航天局供图创新取样技术应对未知着陆情况

小天体表面存在弱引力、不规则、物质特性未知等难点，这使得探测器着陆时存在反弹、倾倒、介质适应差而不能取样的风险，并增加了返回难度。因此，天问二号在技术上做了很多创新，针对可能发生的不同情况，设计了悬停、触碰、附着3种取样模式。

以附着模式为例，探测器顶部设有压力发动机，在着陆时可以提供一个按压的力量，防止探测器反弹，并在着陆后提供附着取样器“叮”进去的钻压力。同时，每条机械臂都能实时感知附着取样器与小行星表面的接触力，并通过关节反驱，对着陆冲击进行耗散，就像我们从高处往下跳时弯腿缓冲一样，实现主动软着陆。

附着取样机器人还可以通过机械臂之间的步态协调及附着取样器的多次附着，在小行星表面爬行，实现多点探测。附着取样器内部设计有超声波钻进机构和磨削清扫机构。前者可在小行星表面打孔，形成机械固连，后者可对打孔产生的样品进行收集。磨削清扫机构也可以通过砂轮和毛刷，对整块的硬质附着部位进行磨削取样。

构建太阳系探测的基本工程能力

我国行星探测工程的总体目标是要在2030年前后构建起太阳系探测的基本工程能力，带动行星科学的发展进步。

作为我国行星探测工程的重要组成部分，天问二号任务是对太阳系的又一次勇敢探索，必将系统促进行星科学基础研究，推动深空探测技术的突破。它一出马就要探测两个目标，这是有底气的。早在2011年，已完成月球探测既定任务的嫦娥二号就开始了多个目标的航天实践，先到达150万公里外的地月拉格朗日L2点，成为世界上首个从月球直接去L2点的航天器；2012年，它又从3.2公里远的地方飞掠了小行星托塔蒂斯。

所以，我国构建太阳系探测的基本工程能力一直在积攒，每次成功的航天任务、惊险的设备救援，都是不断积累、创新突破的良机。接下来的天问三号火星取样返回、天问四号木星探测等任务，都将继续踩实来时的道路，为后来者踏出新的方向。

供图：视觉中国

来源：北京日报客户端