倒計時1天!天問二號出征雙星,到地球「小尾巴」與「冰火奇彗」去探索宇宙密碼
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倒計時1天!天問二號出征雙星,到地球「小尾巴」與「冰火奇彗」去探索宇宙密碼,浩瀚宇宙,人類從未停止探索的腳步。當「天問一號」在火星烏托邦平原烙下中國紅,當「祝融號」車轍揭開35億年前火星水活動的奧秘[1],中國航天人已悄然將目光投向更遙遠的深空——5月29日,行星探測器天問二號即將從西昌衛星發射中心啟程[2]。
目錄
[隱藏]地球「小尾巴」VS小行星帶「冰火怪」
天問二號能否揭曉46億年前的宇宙日記?
從國家航天局了解到,經工程任務指揮部綜合研判決策,行星探測工程天問二號任務計劃5月29日實施發射。此次任務周期長達九年半,這也將是中國航天史上任務周期最長的一次。
天問二號探測器的主要任務目標是造訪兩顆特殊的小天體,一顆是編號為2016 HO3的近地小行星,另一顆是主帶彗星311P。
在地球身邊晃悠的「小」行星
2016 HO3是一顆近地小行星,於2016年被美國夏威夷的泛星計劃巡天望遠鏡首次捕捉到其蹤跡。它是人類發現的第一顆地球准衛星,穩定運行於地球軌道附近,其公轉周期與地球公轉周期接近,但它並不是地球的天然衛星,也不屬於典型的近地小行星,而是一顆軌道參數與地球幾乎相同的繞太陽公轉的小行星。
2016 HO3這顆小行星極具探索價值,它極有可能保留着太陽系誕生之初的原始信息,堪稱研究太陽系早期物質組成、形成過程和演化歷史的「活化石」,科研價值極高。
從基本特徵來看,它確實名副其實地「小」,科學家預測其直徑僅有50米左右。它被命名為「振盪天星」,正是因為它始終在「不安分」地振盪運行。由於在太空中所處的特殊位置,它還被視作地球的一顆「准衛星」。
在物質組成方面,這顆小行星表面物質與月球十分接近,甚至有推測認為其可能來自月球,這進一步凸顯了它的科研價值。
此次天問二號探測器將用兩年半左右的時間,完成對小行星2016 HO3的伴飛、取樣,並返回地球。從探測難度來講,2016 HO3與地球距離較近,這使得地面測控要求相對較低,航天器接近它所需的能量也較小,因此對它進行探測是一項「性價比」很高的任務。
小行星帶中的「冰火奇彗」
另一顆目標天體是主帶彗星311P。2013年,美國Pan-STARRS望遠鏡在火星與木星軌道之間的主小行星帶內發現了一顆身後拖着多條塵埃尾、外觀和彗星十分相似的小天體,這在乾燥的小行星帶中極為罕見。後經進一步細緻觀測,證實它不僅擁有小行星的穩定軌道,還持續釋放塵埃,最終被歸類為主帶彗星,並命名為311P,成為人類確認的第七顆主帶彗星,也是迄今為止形態最奇特的一顆。
傳統理論認為,彗星一般來自於太陽系邊緣的柯伊伯帶或奧爾特星雲,儲存着大量的冰。當它們靠近太陽時,內部冰物質受熱蒸發,可以形成壯麗的彗尾。但311P卻定居在小行星帶,這裡過於靠近太陽,陽光輻射強,過於乾燥炎熱,被普遍認為難以保留水冰等揮發性物質。
對主帶彗星311P進行探測,有助於了解小天體的物質組成、結構以及演化機制,填補太陽系小天體研究領域的空白。另外,311P可能是少有的雙小行星系統,這將為「天問二號」的探測任務提供額外的研究價值及技術挑戰。
311P的出現,打破了天文學家的固有認知,給人類拋出了數個未解之謎:塵埃中是否含有水分子?它的噴發能量從何而來?這類富含水冰的天體是否普遍存在?如果小行星帶中真的存在水冰,地球海洋的起源是否需要重新審視?這些疑問讓311P成為了行星科學界的焦點。
天問二號探測器將開啟對主帶彗星311P的伴飛探測之旅,而311P這顆主帶彗星堪稱小行星帶里的一位「神奇彗星」。每一次數據回傳,都可能成為重構人類對太陽系演化認知的關鍵力量。
從屈原到火星天問如何捕捉火星「皺紋」?
上文提到的「天問二號」,很多人在了解之前可能會誤以為這是繼「天問一號」之後的第二次火星探測任務,但實際上,「天問」是中國行星探測任務的系列命名,並不局限於火星。
2020年7月23日,天問一號成功發射,開啟了中國首次火星探測之旅。其名稱源於中國古代詩人屈原的長詩《天問》,彰顯了中華民族對真理的無盡追求和宇宙探索的文化傳承,也映射出科技創新的永不停歇。
2021年5月15日,「祝融號」火星車成功着陸在火星烏托邦平原南部預選着陸區,開啟了巡視探測工作。天問一號任務的成功,不僅標誌着中國航天技術的巨大飛躍,也為人類對火星的研究開闢了新的機會。天問一號通過一次發射實現了「繞、着、巡」三個目標,即環繞火星探測、火星表面着陸和巡視探測,這在世界上尚屬首次。
天問一號探測器環繞器與火星合影。環繞器攜帶的高分辨率相機獲取了着陸區亞米分辨率地形數據,對着陸區分布的凹錐、壁壘撞擊坑、溝槽等典型地貌開展了綜合研究,揭示了上述地貌的形成與水活動之間存在的重要聯繫。
此外,中國科學院地質與地球物理研究所火星研究團隊通過對祝融號次表層探測雷達數據的研究,發現着陸區火表數米厚的風化層下存在兩套向上變細的層序,可能反映了約35億-32億年以來多期次與水活動相關的火表改造過程。
天問一號任務還實現了我國航天發展史上的6個首次,包括首次實現地火轉移軌道探測器發射、首次實現行星際飛行、首次實現地外行星軟着陸、首次實現地外行星表面巡視探測、首次實現4億公里距離的測控通信、首次獲取第一手的火星科學數據。這些成就充分展現了中國航天人的智慧,標誌着中國在行星探測領域跨入世界先進行列。
各國逐夢宇宙
中國如何持續突破?
在全球深空探測領域,各國都在積極推進自己的任務,展現出了不同的技術特點和發展方向。美國的「阿爾忒彌斯計劃」致力於重返月球並建立長期基地;歐洲航天局(ESA)的「赫拉」任務於2024年10月發射,旨在研究雙小行星Didymos-Dimorphos的物理特徵,並評估NASA的「雙小行星重定向任務」(DART)的撞擊效果;日本的「隼鳥2號」成功採集相應樣本並返回;俄羅斯計劃開展「月球-25」號探測器等任務,目標是建立月球基地。
中國航天事業也在穩步推進未來的深空探測計劃。國家航天局系統工程司司長楊小宇曾在國新辦舉行的新聞發布會上介紹說,「在行星探測方面,未來我們會發射天問二號、天問三號、天問四號。天問三號將進行火星採樣返回,就像月球探測一樣,對火星的環境進行探測,還將發射天問四號,對木星和木星的衛星進行研究,對木星的空間和內部結構進行探測,揭示它的奧秘。」
從天問一號到天問二號,中國在深空探測領域已經取得了顯著的成就。天問一號打開了中國火星探索的大門,而天問二號則在小行星和彗星探測方面實現了新的突破。
隨着技術的不斷進步和國際合作的深化,中國將在深空探測領域繼續前行,為人類探索宇宙的奧秘貢獻更多的智慧和力量。
資料來源:中國政府網、「央視新聞」微信公眾號、「我們的太空」微信公眾號、人民日報、中國新聞網、中國日報、中科院之聲、環球網等。
參考文獻
- 移至 ↑ 祝融號揭示火星35億年前的秘密:或曾存在海洋,搜狐,2024-11-13
- 移至 ↑ 天問二號即將啟程 空間探索迎來新突破,搜狐,2025-02-20