宇宙科普小卡片(这些小天体堪称宇宙)

宇宙科普小卡片(这些小天体堪称宇宙)(1)

“什么是快乐星球?”近日,一句电视剧主题曲中的经典歌词,再次走红网络,引发网友热议,让人们对地球以外的星球和天体兴趣十足。

在宇宙星空当中,除了火星、月球等著名星球外,还有一批并不为人所熟知的小天体,它们也是茫茫宇宙的重要组成之一,堪称宇宙中的“宝藏男孩”。

啥是小天体?为何要探测?在2021年中国航天大会上,中国航天科技集团五院技术顾问、中国科学院院士叶培建向人们描绘了未来我国小天体探测的新蓝图。

宇宙科普小卡片(这些小天体堪称宇宙)(2)

这是隼鸟2号探测器降落并采样后拍摄的小行星“龙宫”。新华社发(日本宇宙航空研究开发机构供图)

为何要探测小天体?

小天体探测任务是行星探测重大工程的标志性项目,也是中国航天强国建设征程的标志性任务。在深空探测领域,目前除了月球探测热和火星探测热,小天体探测也逐渐成为深空探测的热点,越来越受到各国的重视。

20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。

美国“奥西里斯-REx”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。在实施了超过1年的近距离探测后,“奥西里斯-REx”探测器开展了一次“一触即走”式采样,确认采集到样品,计划2023年9月抵达地球。

2020年12月6日,“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,引发外界的热烈讨论。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”。

“实施小天体探测,对全人类都具有重大意义。”叶培建指出:“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。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。”

小天体探测还蕴含很大的经济价值。叶培建表示:“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。”

宇宙科普小卡片(这些小天体堪称宇宙)(3)

图为叶培建院士在接受采访。新华社记者胡喆 摄

实施小天体探测对中国有何意义?

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,使中国小天体探测达到国际同期先进水平。

叶培建介绍,中国小天体探测任务已经进入工程研制阶段。中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。

中国小天体探测任务有何难点和创新点?叶培建表示,中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。

“小天体探测是国际深空探测的新热点,科学成果丰硕,任务周期长、技术挑战大。”叶培建称,中国小天体探测器方案将实现探测领域和核心技术的全面突破。

“一箭双雕”:一次发射先后探测两个小天体

中国小天体探测任务拟探测地球共轨天体2016HO3和主带彗星311P。叶培建介绍,2016HO3发射和返回窗口灵活,适于取样返回、分析天体来源;311P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。同时探测其形貌、表面物质组份、内部结构,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。

围绕311P,我国将测定主带彗星的轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数,研究主带彗星的轨道起源及其动力学演化。同时探测主带彗星形貌、表面物质组份、内部结构、空间环境等信息,获取太阳系早期演化信息。

中国小天体探测任务需要攻克多项关键技术。“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前沿科学研究提供探测数据和真实样品,推动中国空间科学与空间技术协调发展。”叶培建说。(记者胡喆、蒋芳)

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