我國深空探測領(lǐng)域即將迎來新的里程碑,天問二號任務(wù)即將啟動,旨在首次對地外小天體實施“雙目標(biāo)探測”。這一壯舉不僅標(biāo)志著我國航天技術(shù)的飛躍,也預(yù)示著對宇宙奧秘探索的深化。
天問二號的雙重使命包括:對小行星2016HO3進(jìn)行詳盡探測、取樣并安全返回地球;隨后,它將啟程前往主帶彗星311P,展開為期7年多的科學(xué)探測。整個任務(wù)周期預(yù)計長達(dá)10年,涵蓋13個復(fù)雜的飛行階段,挑戰(zhàn)重重。
中國航天科技集團的專家張熇介紹,天問二號探測器由主探測器和返回艙兩大核心部分組成。主探測器攜帶返回艙接近小行星,完成探測與取樣任務(wù)后,兩者分離,返回艙獨自重返地球大氣層,而主探測器則調(diào)整軌道,繼續(xù)前往主帶彗星。
面對2016HO3小行星的未知特性,如形狀、自轉(zhuǎn)方式及表面星壤的硬度等,天問二號將采取靈活的“邊飛邊探邊決策”策略。探月與航天工程中心副主任韓思遠(yuǎn)指出,由于當(dāng)前對小行星的認(rèn)知僅限于基于觀測數(shù)據(jù)的計算和模擬,因此必須針對這些不確定性制定應(yīng)對措施。
天問二號任務(wù)面臨三大技術(shù)難題。首先,小行星與地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)周期不同,對飛行軌道設(shè)計提出了極高要求。張熇表示,為了找到能量最優(yōu)的軌道,必須精確計算兩者之間的相位差異。其次,抵達(dá)小行星后的采樣工作同樣充滿挑戰(zhàn),因為對小行星表面的具體狀況一無所知,因此探測器設(shè)計了多種采樣方式,以應(yīng)對不同情況。最后,返回地球時,天問二號需承受超過第二宇宙速度的高速再入帶來的巨大過載,這對防熱結(jié)構(gòu)和氣動外形設(shè)計提出了嚴(yán)苛要求。
為了確保長達(dá)10年的任務(wù)周期順利完成,天問二號探測器必須具備長壽命、高智能化和強大的對地通信能力。張熇指出,除了推進(jìn)劑充足外,探測器還需耐受長期溫度變化、輻射等環(huán)境因素。由于2016HO3小行星距離地球遙遠(yuǎn),探測器必須具備高效通信能力。智能化方面,天問二號將自主判斷、決策,以減輕地面人員負(fù)擔(dān),這也是未來深空探測的重要發(fā)展方向。