我国小天体探测进入工程研制阶段

文/刘岩 摄/王磊

我国小天体探测如何进行？目前到了哪一步？难度是什么？意义如何？4月24日，人民科学家、中国科学院院士叶培建在参加中国航天日主场活动时，对上述问题进行了解答。我国行星探测重大工程包括小天体探测、火星采样返回和木星系探测，同时太阳系边际探测等任务已在论证中，其中，小天体探测任务是行星探测工程的标志性项目，也是我国航天强国建设征程的标志性任务。

小天体探测方案的目标明确

叶培建介绍，我国小天体探测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1颗地球共轨天体2016HO3及小行星带中的主带彗星311P。

围绕2016HO3和311P，我国将测定它们的轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等参数，研究轨道起源与动力学演化。同时探测形貌、表面物质组份、内部结构，获取小行星样品背景信息，及对返回样品开展研究，并探测311P的空间环境，及可能的水和有机物等信息，获取太阳系早期演化信息。

叶培建介绍，我国小天体探测目标包括突破弱引力天体表面采样、高精度和高自主相对自主导航与控制、小推力转移轨道、轻小型超高速再入返回等关键技术，推动深空探测整体能力提升；实现近地小行星近距探测、采样返回和主带彗星近距探测，为小行星起源及演化等研究提供数据和真实样品。

我国小天体探测器的系统组成包括主探测器和返回舱。其中，主探测器将完成近地小行星转移、绕飞详查、采样转样、返回地球、主带彗星转移及科学探测全周期的飞行任务；返回舱将采用弹道式再入方式，选用“球锥大底+单锥后体”气动外形，通过“气动外形+降落伞”完成减速并着陆于地球。

▲ 行星探测重大工程实施路线图

任务难度大挑战多

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1颗近地小行星取样返回和1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。

小行星探测难度非常大。叶培建从4个方面进行了分析：一是目标特性不确定性大，附着与采样机构需适应性强；二是小行星交会、下降、附着、取样过程，需要高精度全自主导航控制；三是超高速再入返回，需研制新气动外形和防热材料；四是要模拟小天体表面特性，确保地面验证充分。

叶培建透露，我国进行的第一次小行星探测会选择降落采样。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。

叶培建坦言，小行星探测还需要解决航天器长远飞行的动力问题、通信问题以及长达10年以上的地面管理问题。

▲ 任务飞行过程

小天体探测造福全人类

“实施小天体探测，对全人类都具有重大意义。”叶培建说，宇宙中的小行星非常多，对小行星进行探测，可以更好地了解宇宙的演化、太阳系的形成和生命的形成，从而得到更多科学结论。

同时，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。”叶培建表示。

据了解，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。

▲ 人民科学家、中国科学院院士叶培建作开篇报告，论道我国小天体探测任务

国家航天局对小行星探测任务始终抱着开放态度。国家航天局此前表示，在科学载荷方面，鼓励中外科研机构联合提出载荷技术方案，联合开展研制；鼓励工程师和科学家组成团队联合应征，并明确提出利用该载荷数据开展研究的具体项目；欢迎国外科研机构参加载荷方案征集，将按照“免费搭载，数据共享，经费自担”的原则搭载国外载荷。

在搭载项目方面，中国小行星探测任务预留200公斤运载能力用于向社会开放搭载，按照“自筹经费，免费搭载，数据共享”的原则，面向高等院校、民营企业、中外科研机构公开征集搭载项目方案。