天问二号是我国首个面向小行星探测的航天器,计划于2025年5月29日在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射,开启中国首次小行星采样返回与主带彗星伴飞探测的双重任务。
天问二号本次的目标天体是近地小行星2016 HO3(Kamoʻoalewa):这是一颗地球共轨小行星(准卫星),直径约40至100米,公转周期与地球接近,被科学家视为研究太阳系早期物质组成的“活化石”,可能呈松散“碎石堆”结构。
天问二号在完成小行星探测任务后,还会前往主带彗星311P/PANSTARRS进行探测。
2025年2月20日,天问二号任务探测器运抵西昌卫星发射中心。5月18日,行星探测工程天问二号探测器在西昌卫星发射中心按计划完成技术区总装、测试、加注等工作后,顺利转入发射区,后续会按计划开展各项功能检查、联合测试等工作,计划5月29日实施发射。
以下是天问二号太空探测时间表:
● 发射时间:2025年5月29日。
● 飞抵小行星2016 HO3:发射后耗时约1年。
● 小行星伴飞:大约1年时间。
● 采集样本返回地球:采样完成后,返回地球需约8 - 10个月,计划于2026年返回。
● 奔赴主带彗星311P:返回舱分离后,利用地球引力弹弓效应加速飞往主带彗星311P,飞行时间约7年。借助地球引力加速奔赴主带彗星311P后,开展为期7年的伴飞探测,研究彗尾物质来源及双小行星系统演化机制。
● 小行星2016 HO3探测:飞掠、绕飞或着陆该小行星,通过激光雷达、多光谱相机等设备,对小行星进行形貌测绘、热辐射特性分析,并选择最佳采样点。采用悬停、触碰、附着三种方案采集至少100克样品,其中附着采样为全球首次尝试,探测器需通过机械臂锚定小行星表面(其引力仅为地球的百万分之一)进行钻取。
天问二号具有多方面的创新点,主要体现在以下几个方面:
1. 能源供应与着陆设计创新:采用面积达34平方米的圆形柔性太阳翼,形如撑开的巨伞。它不仅能为天问二号长达十年的深空任务提供持续能源,还能在着陆时有效缓冲冲击,降低软着陆风险。
2. 取样技术创新:探测器需在无重力、微重力环境下完成毫米级精度的附着取样,在目标小行星2016 HO3上通过悬停、触碰、附着三种方式获取样本,其技术难度远超嫦娥探月工程。这就如同在两辆高速行驶的汽车之间传递一枚硬币,对操作精度要求极高,稍有差池就可能前功尽弃。
3. 科学载荷先进:搭载了10台科学载荷,如可见红外成像光谱仪、热辐射光谱仪、激光导航敏感器、激光光谱仪和显微成像系统等。这些先进设备能对小行星和彗星进行详细探测,其中激光光谱仪和显微成像系统可实时分析小行星表面物质成分。
4. 自主能力提升:天问二号具备深空自主导航与智能控制能力,可根据实际情况实时调整轨道,并及时传输数据,减少对地面控制的依赖,适应复杂的深空环境。
5. 返回舱设计独特:返回舱以超第二宇宙速度再入大气层,采用“球锥大底 + 单锥后体”构型,需应对极端热流考验,其隔热技术较嫦娥任务全面升级,保障了返回舱和样本的安全。
天问二号在技术方面的突破体现在
● 科学载荷先进:搭载了可见红外成像光谱仪、旋转衍射高光谱相机等十台先进科学载荷。
● 采样技术创新:针对2016 HO3微重力环境,采用“接触 - 弹跳”方案,机械臂接触表面仅3秒,通过高速气流激起颗粒并捕获,特殊粘附材料确保微米级颗粒不逸散。
● 太阳翼与取样机器人:采用柔性太阳翼与多臂协作式取样机器人。
● 返回舱设计独特:返回舱采用“球锥大底 + 单锥后体”构型,以应对超第二宇宙速度再入地球大气层的严苛环境。
● 深空测控网升级:中国自主建设的喀什、佳木斯深空站与阿根廷海外站协同工作,首次应用激光通信技术,数据传输速率提升10倍。
天问二号本次双重任务的科学意义
● 小行星探测与太阳系演化研究:有助于理解近地天体的轨道动力学特性、小行星的组成和结构,以及早期太阳系的物质残留,还有地球与近地天体的相互作用机制。
● 行星防御与资源利用:评估小行星的潜在威胁,为未来行星防御(如偏转技术)提供数据支持;探索小行星的矿产资源,为未来太空资源开发奠定基础。
● 彗星探测与生命起源:研究彗星的挥发物(水、有机物)成分,探索地球水的来源;研究彗星活动机制,揭示太阳系早期的化学环境。
● 技术验证:继嫦娥五号月球采样后,首次实现小行星采样返回,验证采样返回技术;验证远距离自主控制、高精度导航等深空导航与通信技术;展示中国深空探测的任务规划与执行能力。
本次双重任务的成功完成,将使中国将成为继日本的隼鸟系列、美国的OSIRIS - REx后,第三个实现小行星采样返回的国家,提升中国在行星科学和深空探测领域的国际话语权。同时为后续火星采样返回、木星探测等任务积累经验。
头条热榜5月27号科技
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中国古代文学史上,有这么一首诗,全篇都由问句组成,一口气问了173个问题,问天问地,问古问今,堪称千古第一奇文。
这首千古奇文就是《天问》,而中国在行星探测领域开始科学研究和未知探寻时,就顺乎天意的想到“天问”这个名字 ,于是就有了“天问一号”的问世和星际探测。
天问一号是中国首次火星探测任务的探测器,标志着中国在行星探测领域迈出了重要一步。
火星作为太阳系中与地球环境较为相似的行星,一直是人类探索宇宙、寻找地外生命的重要目标。开展火星探测任务,对研究太阳系演化、生命起源等科学问题具有重要意义。同时,这也是中国提升自主创新能力、推动航天技术发展、拓展国家太空安全战略的关键举措。
在这样科研目标研发的重要时间节点上,“天问一号”应时而出。
天问一号探测器由环绕器、着陆巡视器(含祝融号火星车)组成。
● 环绕器:承担着火星环绕探测任务,携带了高分辨率相机、中分辨率相机、矿物光谱分析仪等多种科学载荷,用于对火星进行全球遥感探测,为着陆巡视器选择安全的着陆区域。
● 着陆巡视器:由进入舱和火星车组成。进入舱负责将火星车安全送抵火星表面;祝融号火星车则在火星表面开展巡视探测,对火星的地质结构、土壤特性、物质成分、水冰分布、大气环境等进行科学探测
天问一号探寻任务重要时间节点
1. 发射升空:2020年7月23日,天问一号在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空。
2. 进入环火轨道:2021年2月10日,天问一号探测器成功进入火星轨道,成为中国第一颗人造火星卫星。
3. 着陆火星:2021年5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,中国首次火星探测任务着陆火星取得成功。
4. 火星车驶上火星表面:2021年5月22日,祝融号火星车成功驶上火星表面,开始巡视探测。
5. 环绕器进入科学探测轨道:2021年11月8日,天问一号环绕器成功实施第五次近火制动,准确进入遥感使命轨道,开展火星全球遥感探测。
截至2024年2月,祝融号火星车累计行驶近2千米,获得了大量火星地质、气象、环境等科学数据。例如,发现了着陆区近期水活动迹象,揭示了着陆区火山活动与水活动的历史,以及火星表面土壤的特性和分布等。
技术创新成果:天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术,实现了中国首次地外行星着陆,为后续行星探测任务奠定了坚实的技术基础。
屈原的“楚辞”《天问》原文:
遂古之初,谁传道之?
上下未形,何由考之?
冥昭瞢暗,谁能极之?
冯翼惟象,何以识之?
明明暗暗,惟时何为?
(译文)远古开始之时,谁将此态流传导引?天地尚未成形之前,又从哪里得以产生?明暗不分浑沌一片,谁能探究根本原因?迷迷蒙蒙这种现象,怎么识别将它认清?
《天问》通过运用象征和隐喻的手法,将宇宙的浩瀚与深邃表达得淋漓尽致。诗中通过深邃的意象和哲学性的表达,激发了读者对宇宙的探索欲望,并引导人们思考人类存在于宇宙中的意义。
而千年之后,天问一号、二号的问世和太空探测,不仅为当初诗人提出的种种疑问做出了回答,而且为人类深入了解火星提供了丰富的第一手资料,有助于揭示火星的演化历史,推动行星科学的发展。标志着中国在深空探测领域取得了重大技术突破,提升了中国在航天领域的国际影响力。彰显了中国自主创新能力和综合国力,激发了民族自豪感和爱国热情,为国家科技发展注入了强大动力。
更新时间:2025-05-28
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