一文理清我国小行星土壤采样返回任务——天问二号计划

军武跨经纬 2024-11-03 19:12:44

天问二号(Tianwen-2)是中国的第一次小行星采样返回和主带彗星绕飞探测任务,属于中国行星探测工程,计划通过一次发射,实现从近地小行星2016 HO3采样返回地球,之后前往主带彗星311P/PanSTARRS(又称P/2013 P5)开展伴飞探测。

天问二号探测器初样已经试验

目标小行星简介

引文里已经提到,我国欲采集小行星表面物质的这颗小行星叫作2016 H03,2016HO3小行星距离地球超过4000万公里。

这颗小行星正在和地球进行持续数百年的“蛙跳游戏”。它的轨道每年会有小幅度飘移,当飘移太过前方或后方时,地球重力会使其轨道反向修正,使它与地球的距离永远不会超过地球与月球距离的100倍以上,也不会低于38倍地球与月球距离。

2016HO3小行星最早于2016年4月27日由美国国家航空航天局(NASA)行星防御协调办公室赞助发现,其体积尚未完全确认,可能在40到100米之间。我国计划在2025年前后发射天问二号探测器,对该小行星进行探测、伴飞、取样和返回。

为什么选中这颗小行星进行采样

天问二号探测器计划采集的小行星土壤具有以下特别之处:

- 研究价值高:小行星土壤中可能含有太阳系早期形成的物质,这些物质对于研究太阳系的起源和演化具有重要意义。

- 含有有机物:科学家希望从小行星土壤中找到不属于传统生物学的有机物,以帮助进一步认识含碳小行星在地球生命起源中所起的作用。

- 更原始:天问二号计划采集的小行星土壤来自于 2016HO3 小行星,该小行星在过去的 100 年里,一直围绕地球运行,其表面的物质较少遭受侵蚀,因此采集到的土壤样品可能更加原始。

- 有助于了解小行星的特性:通过对小行星土壤的分析,可以了解小行星的组成、结构和物理性质等,为未来的小行星探测和开发提供重要的参考。

小行星采样返回可能遇到的困难

尽管我国取得火星、月球等地外星体的深空探测获得成功,但小行星采样返回毕竟是第一次实施,其中的不确定性还是不少的,具体有:

1. 小行星的不规则形状和微弱引力:小行星通常形状不规则,质量较小,引力微弱,这使得探测器的着陆和稳定停留变得困难,增加了着陆和采样操作的复杂性和风险。

2. 表面环境复杂:小行星表面可能布满了大小不一的石块、尘埃和陡峭的地形,给探测器选择合适的着陆点和采样点带来挑战。

3. 通信延迟:由于距离地球较远,信号传输存在延迟,导致地面控制中心与探测器之间的实时交互受到限制,难以对突发情况做出及时响应。

4. 样本获取难度大:小行星的土壤可能具有特殊的物理性质,如松散、易碎或粘性强,使得采样设备难以有效地获取足够数量和质量的样本。

5. 能源供应限制:探测器在长期的任务中,能源供应有限,需要合理规划能源使用,以确保完成采样及其他关键操作。

6. 高精度导航与控制:要准确到达小行星并实现精确的着陆和采样,对探测器的导航和控制系统提出了极高的精度要求。

小行星采样过程想象和样本的作用

我国的小行星土壤采集任务由天问二号探测器承担。天问二号探测器于2025年5月发射,计划采用金牌火箭——长征三号乙组织发射,对近地小行星2016HO3进行环绕探测并采样返回。

明年将在西昌卫星发射中心发射天问二号小行星采样探测器

天问二号探测器将在小行星上着陆,并使用机械臂和采样器采集土壤样品。采样过程中,探测器将通过附着取样器深深钻进小行星的“体内”,然后通过一整套类似超声波电钻、砂轮、毛刷来采集样品,无论是硬质岩石,还是风化层均可拿下。

天问二号在小行星上采样示意图

整个过程预计耗时数年。探测器在完成采样后,将携带样品返回地球。这些样品将为科学家提供有关小行星的组成、结构和演化等方面的重要信息,有助于我们更好地了解太阳系的形成和演化过程。

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评论列表
  • 2024-11-04 07:11

    能采集到二两样本吗

军武跨经纬

简介:感谢大家的关注