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新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州察布查尔锡伯自治县兵团六十九团:
◎本报记者 付毅飞 何沛苁
5月29日凌晨，长征三号乙Y110运载火箭从中国西昌卫星发射中心点火升空，将行星探测工程天问二号探测器送入地球至小行星2016HO3转移轨道，开启小行星探测与采样返回之旅。
国家航天局探月与航天工程中心副主任、天问二号任务新闻发言人韩思远介绍，天问二号任务是我国首次实施行星际取样返回任务，计划对小行星2016HO3开展伴飞探测和取样返回，并飞至小行星带对311P主带彗星开展科学探测活动。任务以采集小行星样品并返回地球作为成功标志。
记者从国家航天局了解到，天问二号任务整个飞行过程复杂且精细，包含13个飞行阶段，设计任务周期10年左右。
为何挑战双星探测？
加深对小天体起源演化认知
天问二号任务艰巨复杂，包含多项特点和亮点。
2016HO3是地球的一颗“准卫星”，其稳定运行于地球轨道附近，公转周期与地球公转周期接近。根据前期科学研究，该小行星很有可能保留着太阳系诞生之初的原始信息，对研究太阳系早期物质组成、形成过程和演化历史具有极高的科研价值。
311P主带彗星是运行于火星与木星轨道之间小行星带中的小天体，同时具有传统彗星的物质构成特征和小行星的轨道特征。对该主带彗星进行探测，能够促进对小天体物质组成、结构以及演化机制的探索。
针对上述科学探索任务，天问二号探测器携带了11台科学载荷，将对相关天体地貌、物质组分、内部结构、可能的喷发物以及轨道力学等方面开展研究。如果成功取回科学样品，科技人员将对样品物理特性、化学与矿物成分等方面开展研究测定。
“我们希望通过天问二号任务实施，能够在这两类小天体的认知、起源、演化等方面取得科学研究突破。”韩思远说。
到小行星“挖土”有多难？
微重力环境下采样无处着力
相比我国此前实施的月球、火星探测任务，天问二号任务的探测目标不同，涉及的技术难点也不相同。
一是任务距离跨度大。2016HO3小行星距离地球约1800万至4600万公里，311P主带彗星距离地球约1.5亿至5亿公里，通信存在较长延迟。距离远、目标多、周期长，对轨道设计、能源管理、智能控制，以及工作状态的长寿命、高可靠等方面都提出很高要求。
二是目标天体特性存在未知。根据现有观测数据，2016HO3小行星的自转速度、表面状态等具体情况尚存不确定性。对此，科研团队为探测器制定了“边飞边探边决策”的策略，提高了探测器智能化自主化程度，并设计了3种采样方式，以应对相关不确定因素。
三是弱引力条件下采样。相比“嫦娥”在月球上挖土时的表取和钻取，小行星的微重力环境会让探测器无处着力。据判断，2016HO3小行星的平均直径约41米，几乎是零重力，而且处于高速自转状态。在这种复杂条件下，探测器要利用有限时间完成稳定附着及采样，任务难度极大。为尽最大努力获取样品，天问二号将尝试多种采样方式。
获取样品后，天问二号探测器将等待合适的时机，把样品送回地球。接近地球时，装着样品的返回舱将与主探测器分离，独自再入地球大气层。如果一切顺利，大概在2027年底，科学家就能签收这份小行星“土特产”。而投送完“包裹”的天问二号则要继续飞行，前往主带彗星311P，开展后续科学探测任务。
入轨精度要求有多高？
好比从北京投篮命中上海篮筐
当日实施的发射，长征三号甲系列运载火箭首次执行地球逃逸轨道发射任务，其中颇有讲究。
记者从中国航天科技集团一院了解到，以往地球轨道范围内的发射任务，火箭分离速度为大约每秒7.9千米的第一宇宙速度，而在此次任务中，火箭分离速度需超过约每秒11.2千米的第二宇宙速度。在综合考量火箭运载能力、履约能力和可靠性等因素后，长征三号乙运载火箭被选为天问二号的“座驾”。
由于小行星体积小、质量小、引力弱，捕获难度大，对火箭入轨精度要求极高。发射任务中，火箭入轨速度在达到约每秒11.2千米的基础上，还要保证与设计所要求速度的偏差不能超过1米，否则可能给探测器带来百万公里级的误差。专家形容，这样的入轨精度，就好比在北京投出一个篮球，要投进位于上海的篮筐，还要保证篮球入筐时的飞行角度和速度。为此，火箭团队在采用迭代制导技术的基础上，运用了末速修正技术，在分离前实时调整火箭的速度、姿态等，确保满足入轨精度要求。(科技日报)
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