天问二号探测器:先到小行星上采集样本送回地球,后探索彗星

中国天问二号探测器是继天问一号火星探测任务后,中国行星探测工程的重要里程碑,旨在通过一次发射实现近地小行星采样返回及主带彗星伴飞探测。

天问二号的探测计划
天问二号的探测计划

简单点说,这次任务其实可以分为两个子任务:

第一个任务:小行星2016 HO3采样返回

  • 1、2025年5月底由长征三号乙运载火箭发射天问二号探测器,先将探测器送入地月转移轨道,随后通过深空机动抵达目标小行星2016 HO3
  • 2、2025年底天问二号探测器抵达2016 HO3附近,开始为期1年的伴飞测绘,通过多光谱相机、热辐射光谱仪等载荷测绘地形、分析成分,最终采用锚定钻孔技术,通过机械臂钻取至少100克样品(含表层尘埃与深层岩芯)(做一个对比:日本隼鸟小行星探测器只是发射了一个“子弹”撞击小行星,然后收集飞溅出来的小行星碎屑,一共只收集了大约5.4克的样本);
  • 3、2027年左右释放返回舱,以超第二宇宙速度(12千米/秒)弹道式再入大气层,承受极端热流(12MW/m²),首次验证高速再入技术;

推荐文章:小行星2016 HO3:为什么天问二号探测器选择访问这颗小行星

天问二号先访问小行星2016 HO3并采样返回
天问二号先访问小行星2016 HO3并采样返回

第二个任务:主带彗星311P伴飞探测

  • 4、返回舱分离后,主探测器借助地球引力弹弓加速,耗时7年飞抵311P(预计2032年抵达);
  • 5、对311P开展为期2年的伴飞观测,并进行形貌、磁场、空间环境等综合探测,分析其彗尾形成机制及内部结构;若311P确为双星系统,将探索潮汐力对尘埃喷发的影响。

以上整个探测过程的时间跨度长达10年。如果在10年后(2035年左右)燃料与设备状态允许,主探测器可能继续向小行星带外侧飞行,探索其他未知小天体。

推荐文章:311P到底是彗星还是小行星,为什么天问二号会伴飞探测它?

接着天问二号还会访问彗星311P
接着天问二号还会访问彗星311P

通过上面的任务详情,我们可以看到中国航天人是多么的牛,每次飞行任务,都不是单纯的任务,而是一次发射,多个目标,同时还要验证新的航天技术,性价比极高。

为了应付10年的飞行任务和探测计划,天问二号探测器由主探测器(含轨道器与采样模块)和返回舱组成,总质量约4.2吨,采用圆形柔性太阳翼(单翼面积17平方米),可在深空环境中高效发电。

采样模块配备多臂协作式机器人,集成微型钻头、激光雷达和多光谱相机,可自主完成锚定、钻孔、采样等动作。需要注意的是2016 HO3表面引力仅为地球百万分之一,探测器需通过多臂机械系统固定自身,防止弹飞或陷入松散表面。整个过程需要完全自主完成,毕竟距离太遥远,地球指令会延迟10分钟。

此外主探测器采用离子电推进技术,通过氙离子加速产生持续推力,燃料效率是化学推进的10倍以上,适用于漫长深空旅行。返回舱则配备化学推进器,用于地球再入前的轨道调整与减速,返回舱采用“球锥大底+单锥后体”构型,耐高温材料可承受315MJ/m²加热量,为后续深空任务积累技术经验。

为了能够和深空飞行的探测器联系,天问二号将会采用X波段与Ka波段混合通信,结合自主导航算法,确保4000万公里外的实时数据传输与轨道修正。

天问二号的圆形柔性太阳翼和高增益天线
天问二号的圆形柔性太阳翼和高增益天线

天问二号任务是中国深空探测能力的综合体现,通过创新技术攻克微弱引力采样、高速再入等难题,并依托国际合作拓展科学边界。其成果将深化人类对太阳系起源、地月演化及小天体威胁防御的认知,为中国后续行星探测任务积累关键经验。

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