中国发射天问二号，启动小行星探测采样任务
中国早已建成一个 空间站 ，并在短短几年内将机器人送上了 月球 和 火星 。本周，中国航天将目光投向了更遥远的新目标——发射探测器前往一颗可能 有助于揭开地球与月球形成之谜的小行星。
据 官方媒体 报道，天问二号探测器 已于当地时间周四（纽约时间的 周三）凌晨1时31分左右，由长征三号乙运载火箭从位于中国西南部的西昌卫星发射中心 发射升空 。
约一年后 ，这个无人探测器将抵达近地小行星469219（又叫震荡天星）。在那里，它将冒险尝试采集岩石物质，随后折返地球。一个 装有 地质样本的返回舱将冲向地球，预计科学家将在 2027年底 将其回收。
若天问二号成功完成任务，中国将成为继日本和美国之后，第三个从小行星获取原始物质的国家。
“中国所有的行星科学家都在忐忑地期待这次历史性任务的成功 ，”香港大学月球地质学家 钱煜奇 表示。
探测器还有一个次要目标——一颗不寻常的彗星，作为扩展任务的一部分，它将对其展开研究。
造访这些天体将有助于揭示更多关于太阳系内行星形成的奥秘。鉴于 小行星存在撞击地球的风险 ，研究其结构与矿物组成有助于制定 偏转 或 摧毁 它们的计划。
伦敦自然史博物馆的行星科学家 萨拉·拉塞尔 说：“样本返回任务如同一个不断带来新收获的礼物。”
尽管小行星碎片会偶尔坠落到地球表面，但它们在穿过大气层时会遭到污染和改变。科学家更倾向于从源头获取未受干扰的物质，带回超净实验室进行研究。
“样本返回任务能让我们以前所未有的精度解析天体的物理化学特性，这是望远镜或航天器远程观测无法实现的，”伦敦自然史博物馆陨石学家 阿什利·金 解释道。
日本已两次完成此类任务，它的 隼鸟号探测器 分别于2005年和2019年从小行星丝川和小行星“龙宫”采集样本。美国国家航空航天局的奥西里斯-Rex探测器也于2020年 完成了对小行星贝努的样本采集 。
中国的航天机构虽已在2020年和2024年两次成功 从月球采样返回 ，但 天问 二号将是中国首次尝试小行星采样返回。
天问二号即将造访的这颗小行星颇为特殊。这颗曾编号2016HO3的 准卫星 虽绕地运行，但并非真正的地球卫星，因为它受太阳引力主导。它由与月球相同的火山物质构成，这意味着它可能是被陨石撞击 后 从月球表面剥离的一块碎片 。
“因此，震荡天星可能掌握着地月系形成和演化的关键信息。”阿什利·金说。
“然而它的起源仍然是一个未解之谜，”马里兰大学的行星天文学家本杰明·沙基说。他表示很期待天问二号能把这颗小行星的样本带回地球进行研究，这应该能解开震荡天星的起源之谜。
中国对天问二号如何运转的具体细节 披露有限，不过去年发表的一篇学术 论文 透露了若干关键信息：多光谱相机与红外成像仪将测定震荡天星的形态、尺寸、自转参数及矿物组成，同时搭载的雷达系统将对其内部结构进行测绘。
通过观察震荡天星的热特性，天问二号还将帮助研究 雅可夫斯基效应 。当阳光照射到一颗旋转的小行星时，它向阳的一面会升温。当小行星继续旋转时，它就会冷却下来，从而推动小行星，就像一个小型推进器。随着时间的推移，逸散的热量会将一颗无害的小行星推向撞击地球的轨道。
尽管震荡天星距离地球最近可达1448万公里，是一个容易抵达的目标，但靠近表面采集样本仍有风险。“样本采集和返回是最困难的环节，”拉塞尔说，“因为人类在这两方面的经验非常有限。”
这是颗直径仅40米左右的小行星，目标很小，加上约28分钟一圈的高速自转特性，更是增加了采样难度。“必须研发非接触式采样技术，或实现与其自转同步的锚定系统，”阿什利·金解释道。
中国的探测器可能会同时尝试这两种方法。“天问二号将使用两种方法从震荡天星采集样本，”钱煜奇说。
第一种是“触地即走”，这是美国和日本小行星任务即采用该方法：探测器短暂接触天体表面，通过压缩气体或发射弹丸扬起表面物质，捕获飞溅的石块，然后撤离。
第二种方法，即“锚定附着”，这种方法从未进行过实地测试。天问二号将使用一系列钻头固定在小行星上，然后采集浅层和深层样本。
若天问二号成功克服这些风险，最终将震荡天星样本投放回地球，随后将飞往 311P/PanSTARRS彗星 ，预计2030年代初抵达并开展远程研究。
与大多数需要绕太阳 长途跋涉 的彗星不同，311P属于 主带彗星 —— 这些罕有的冰封天体会停留在火星与木星之间的小行星带。
“这类天体仍然非常神秘，”沙基说，尤其是因为在靠近太阳温暖光芒的地方，冰质岩石本不应存在。但它们可能有助于解释地球是如何成为一颗拥有浩瀚海洋的行星的。
天问二号不仅仅是一项科学探索 。它也是中国雄心勃勃的 天问三号任务 的技术垫脚石。后者将于2028年发射，目标是从火星采集岩石样本并送回地球。美国为实现相同目标的类似计划正面临 重大困难 。
然而，这场火星竞赛不应掩盖中国首次获取小行星样本的里程碑意义。
“这非常令人兴奋，”麻省理工学院行星科学家 理查德·宾泽尔 说，“但小行星探测自有其独特挑战。”