天問二號2025年升空 探索「振蕩天星」 採樣帶回地球

刊登日期 : 15/01/2025

天問二號｜由主探測器和返回艙組成

　　天問二號任務為「中國行星探測工程」一部份，該探測器研製工作早於2020年，亦即天問一號升空前後已啟動；它曾名「鄭和號」，後改用「天問」序列，而計劃2028年前往火星採回樣本的探測器，便順延為天問三號。

　　順便一提，目前已披露「中國行星探測工程」任務還有天問四號，它預計於2029年發射，目標包括木星及其衛星「木衛四」。

　　根據媒體報道，因為任務性質不同，天問二號設計和外形，與此前探火的天問一號有很大分別。

　　它由主探測器和返回艙兩部份組成。主探測器負責軌道控制和科學探測，配置多光譜相機、質譜儀等儀器，以及通信、採樣裝置、樣品轉移裝置，採用離子電推力器和化學推進器的雙模式推進系統。

天問二號｜採集100克「振蕩天星」樣本

　　主探測器識別度最高的是一對太陽翼；太陽翼呈圓形，每個直徑4.7米，面積達到17平方米，外形比探測器主體大得多。天問二號返回艙只佔整個探測器的很小部份，最大直徑約0.75米，比嫦娥六號返回艙1.25米還小，據報能採集樣本約100克。

　　曾擔任中國首次火星探測任務工程總設計師的張榮橋此前確認，天問二號目標是一顆代號2016 HO3、名為「振蕩天星」的太陽系小行星。

　　這顆小行星的確很小，其直徑僅有46至58米，大約是十多層樓高度；它環繞太陽的公轉周期約366天，自轉周期約28分鐘，與地球最近距離521萬公里，平均距離約2,000萬公里，是地球與月球平均距離5倍。

　　至於這麼小，又這麼遠的「振蕩天星」為何值得探索，它為何被稱為「振蕩天星」、又有何神秘身世，將另文再述。

天問二號｜長征火箭發射 花1年飛近目標

　　話說回來，天問二號2025年5月將由長征三號乙火箭在四川西昌發射，經過大約1年飛行後抵達「振蕩天星」附近。

　　由於小行星引力微弱無法支撐探測器的環繞飛行，天問二號需要調整軌道參數，實現對目標的環繞飛行，然後在大約1年時間中以攜帶的儀器展開採測，其中包括鎖定採樣區。

　　接下來，天問二號將擇機著陸「振蕩天星」和取樣。

　　小行星取樣返回，中國不是第一家，以往有日本的隼鳥號、隼鳥二號，以及美國的奧西里斯3個探測器實現過。但「振蕩天星」特別的小，作業限制非常多，難度遠超前三者。

　　延伸閱讀：天問三號2028年升空 帶回火星土壤

天問二號｜三套方案　附著採樣難度最高

　　為此，天問二號將有不同採樣方案，包括短時間觸碰採樣、懸停採樣和附著採樣。

　　作為主方案的附著採樣，也就是直接在小行星著陸。因為小行星引力太低，探測器著陸後容易出現反彈、側翻情況，所以附著採樣技術難度極高，以往從未被應用。而短時間觸碰方案如同「蜻蜓點水」，是此前隼鳥等3個探測器的採樣方式，難度較低。

　　不過，附著採樣也會是最有成效的，因為天問二號可以在採樣點作原位探測，收集的數據會更詳盡。

　　採樣後天問二號將在「振蕩天星」表面把樣品轉移至返回艙，然後飛離小行星，再擇機飛返地球。據報道，它的返回過程又是大半年。

天問二號｜後續拓展任務：探索遙遠彗星

　　接近地球後，天問二號主探測器和返回艙分離，後者將以彈道式返回方案高速再入大氣層，把「振蕩天星」約100克樣品送到地球；這又是一個歷史性時刻。

　　等一等，天問二號自升空到送回樣品，過程也就3年左右，剛才不是說它的任務長達10年嗎？

　　請注意，帶回「振蕩天星」樣只是天問二號任務第一部份，與中國航天其他探測器類似，它還有第二部份的拓展任務。據張榮橋透露，天問二號還將前往探測新近發現的主帶彗星311P。

　　有報道稱，天問二號將借助地球引力作重力加速，但飛向目標星體仍需要數年時間。