根据NASA的报道,他们的冥王号探测器(OSIRIS-REx)已经在去年年底完成对小行星贝努的采样工作,并在今年5月10从贝努小行星上点火起飞,返回地球。预计在2023年9月24日,冥王号将会回到地球。

(图片说明:冥王号和小行星贝努)

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在此之前,2014年发射升空的日本隼鸟2号小行星探测器也已经完成了对小行星“龙宫”的采样工作,并在2020年12月6日将装有样本的会收藏着陆于澳大利亚。

(图片说明:隼鸟2号和龙宫小行星)

很多人都在着急,为何我国还迟迟不去探索小行星呢?

我国的小行星探测计划

实际上,关于我国探测小行星的设想,科学家们在很早以前就开始了。到了2016年,欧阳自远院士也正式宣布,我国的小行星探索计划将提上议事日程。在2019年4月份的时候,我国正式制定小行星探测任务。而且就像火星探测任务一样,我国的小行星探测计划也是不鸣则已,一鸣惊人。一旦施行,就要让世界刮目相看。

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根据我国科学家的目标,我国的第一次小行星探测任务,就要实现“多目标、多任务、多功能、多阶段”。什么意思呢?就是通过一次发射,实现多次发射探索才能完成的任务。

这首先是火箭运载能力给我们的底气,强大的火箭运载能力可以携带更多有效载荷。其次,小行星探测任务的目标相对比较集中,又不用像探索火星那样探测大气成分等任务或者像探索木星那样需要抵御强磁场。

另外,这样的任务安排也是不得已而为之,因为这些小天体距离很远,往返的路途要好几年,所以这样的多任务探测可以极大地提高探测效率。

那么,这样的宏伟计划,到底计划探测哪两个天体呢?

“幸运的”小不点

幸运入选的两个天体,分别是一颗名叫2016HO3的小行星和一颗名叫133P的彗星。这一次探测任务,我们就来一次一石二鸟,把这两种类型的小天体“一网打尽”。

  • 2016HO3

一看名字就知道,这是一颗在5年前被发现的小行星。

(图片说明:绿色圆圈里的就是望远镜中的2016HO3)

这颗小行星直径大约41米,体积非常小。而且,它是一颗阿波罗型小行星,那就是一群近日点不足1个天文单位的近地小行星。2016HO3的公转周期为366天,近日点和远日点分别为0.9和1.1个天文单位,距离地球最近时仅有521万公里。包括日本探测的小行星龙宫以及美国探测的贝努,也都是阿波罗小行星。

2016HO3还有一个特点,那就是它是一颗属于地球的准卫星。什么叫准卫星呢?卫星我们都知道,就是绕行星公转的天体。而准卫星非常有趣,它并没有真的绕行星公转,但是轨道非常特殊,和行星保持着高度的同步,以至于始终处在行星的附近。但这个状态不会永远持续下去,而只是会保持一段时间。

(图片说明:2016HO3和地球的轨道示意图)

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2016HO3就是这样,它在差不多100年前的时候才成为一颗准卫星的,并且在数百年后离开地球。趁着它还在附近,我们探测这颗小行星,也算是“近水楼台先得月”了。

  • 133P

133P彗星是在1979年时被发现的一颗主带彗星,也就是轨道位于火星和木星之间的小行星带的彗星。一开始的时候,科学家们以为它是一颗小行星,不过后来才确认了彗星的身份。

主带彗星和普通彗星相比非常不同,其他的彗星轨道都非常扁,偏心率极高,而主带彗星的轨道很接近正圆。

(图片说明:夏威夷大学2.2米口径望远镜拍摄的133P彗星)

目前人类已知的主带彗星还非常少,因此对于这些天体的了解仍然非常有限。而且,即使是已知的少数几颗主带彗星,目前身份也很难确认,也可能最终被发现只是小行星。毕竟它们体积都不是很大,距离也不近。

关于主带彗星的形成原因,科学家们也不完全清楚,只是猜测可能是小行星之间撞击后形成的。而这些问题,我国的探测器未来或许会给出答案。

任务计划

说了这么多,关于这些小天体,我国的探测计划具体是怎样的呢?

经过初步讨论,我国科学家倾向于将这次任务命名为郑和号。这个名字深有寓意,相信大家也都知道。郑和是我国古代最伟大的航海家,曾经7次下西洋,是我国古人远征重洋、探索外部世界的杰出代表。将这次任务命名为郑和号,也代表着我们秉承着郑和的勇气和决心,去看看更加伟大和辽阔的宇宙。

按照此前的计划,这个探测器将在2022年发射升空,也就是明年了。经过1年的飞行,它将会首先抵达小行星2016 HO3,对这颗小行星进行探测以及采样工作。再过差不多1年的时间,它将会返回地球,将样本送回来。

你可能会问:彗星呢?不是一石二鸟吗?

(图片说明:小行星带)

别急。探测器不会完全着陆然后把样本留下,而是将样本投入到地球大气层,给科学家们去收集。而探测器本身则挥一挥衣袖,不带走一片云彩,转身前往小行星带。在借助地球和火星两次引力助推后,大约在2030年抵达133P彗星,展开新的探索。那个时候,这颗彗星也恰好到达近日点,有利于我们减少路程。接下来,探测器会对彗星进行探测,为期一年左右,理论上这一次就不会采样了。

说起来,这和日本的隼鸟2号探测器也是一样的。在投放了小行星龙宫的样本之后,探测器本身也直接前往小行星1998KY26,并将在2031年抵达并进行探测。

(图片说明:隼鸟2号和龙宫的合影艺术图)

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不过,和日本相比,我国小行星探测任务难度更大。因为龙宫小行星直径达到了900米,贝努小行星也有500米直径,而小行星2016 HO3直径只有几十米,这将是人类历史上首次对十米级小天体的探测,不论是环绕飞行还是着陆的精确度,挑战都非常大。

据我国科学家介绍,“郑和号”将会携带探测雷达、多光谱相机、红外成像光谱仪等8个有效载荷,并且还向外征集载荷创意,以求对两颗小天体的形状、性质、成分、结构等各个方面进行探测,最终帮助科学家理解其形成及演化机制。太阳系中的小行星普遍比较古老,这样的探测甚至可能帮助我们理解整个太阳系的演化历程。

(图片说明:小行星蕴藏着大秘密)

需要说明的是,最近我国科学家没有新的关于小行星探测的计划,上述计划可能会随着时间的发展有所改变,一切以科学家公布的信息为准。

从火星探测到月球采样、空间站建设再到小行星的探索,不得不说,近些年来我国的航天大事件真的是非常多。那些外国有、我们没有的,我们即将实现,而且实现得比他们还好。如今,我们正在一点点成为航天强国,宇宙的星辰大海,等着我们去探索。相信未来会有越来越多惊人的太空发现,是由我国科学家带来的。