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中国小天体探测进入工程研制阶段,拟采样返回

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-04-25  来源:腾讯新闻  浏览次数:31
核心提示:小天体探测任务是行星探测重大工程的标志性项目,也是中国航天强国建设征程的标志性任务。对于我国实施小天体探测任务的意义,中
 “小天体探测任务是行星探测重大工程的标志性项目,也是中国航天强国建设征程的标志性任务。”对于我国实施小天体探测任务的意义,中国科学院院士叶培建如是评价道。

在4月24日举行的2021年中国航天大会主论坛上,叶培建透露,中国小天体探测任务已经进入工程研制阶段,计划探测地球共轨天体2016HO3和小行星311P。

当天,叶培建发表了题为《我国小天体探测任务的设想》的报告,从任务意义、国际发展态势、小天体探测器方案概述、任务特点与难点等四个方面介绍我国小天体探测任务。他指出,小天体探测任务是中国航天强国建设征程的标志性任务。

叶培建院士介绍小天体探测相关情况。王磊 摄

为何实施小天体探测?

在深空探测领域,目前除了月球探测热和火星探测热,小天体探测也逐渐成为深空探测的热点,越来越受到航天大国或航天强国的重视。

叶培建介绍说,上世纪90年代前,世界各国对小天体的探测均为飞越探测。此后,全球共实施9次小天体探测任务,其中美国6次、欧空局1次、日本2次;小行星6次,彗星3次。

美国“欧西里斯”探测器计划今年5月踏上返回地球的旅程。该探测器于2016年9月9日发射,2018年12月到达小行星“贝努”。近距探测1年后,“欧西里斯”探测器开展了一次“触碰采样”,确认采集到样品,计划2023年9月抵达地球。

去年12月6日,“隼鸟2号”返回舱降落在澳大利亚南部沙漠地带,获取“龙宫”小行星样品5.4克,引发外界的热烈讨论。据悉,日本“隼鸟2号”探测器于2014年12月3日发射,经过1年半近距探测后,实施了两次“触碰打弹采样”。

日本在小天体探测领域已经取得不少成果,在“隼鸟2号”之前,日本还曾在2003年发射了“隼鸟1号”探测器。通过长时间的追踪与观察,“隼鸟1号”获取了大量关于“丝川”小行星的数据,包括它的岩石密度、表面地形、形状、颜色、主要构成成分和历史等。

“实施小天体探测,对全人类都具有重大意义。”叶培建指出,“宇宙中的小行星非常多,仅太阳系中就有上百万颗。对小行星进行探测,可以更好了解宇宙的演化、太阳系的形成和生命的形成,从而得到更多科学结论。”在“开辟新疆域、揭示生命起源、推动技术进步、开发天然资源、保护地球安全方面意义重大,影响深远。”

小天体探测还蕴含很大的经济价值。叶培建表示:“同时,小天体具有丰富的资源,有的小行星可能是某种矿物类,有的小行星是水,人类或许能从小行星上获得地球缺乏的资源。”

此外,实施小天体探测还可以提高人类的安全。据了解,地球在演化过程中,曾多次被小行星撞击,每次都带来灾难。在叶培建看来,小行星探测技术成熟后,我国就有能力在小行星飞临地球时,对其加以控制。

在24日上午,中国航天日开幕式上,国家航天局局长张克俭也提到了小行星防御,张克俭在致辞时表示:“站在新的历史起点,中国航天将论证实施探月工程四期、行星探测工程、建设国际月球科研站和近地小行星防御系统,拉开新时代探索九天的新序章。”

2019年6月,“近地小天体调查、防御与开发问题”入选第二十一届中国科协年会20个重大科学问题和工程技术难题。

目前,科学家已经提出了多种防御小行星的手段,包括核爆摧毁、动能摧毁、引力拖曳、火箭驱动等多种手段,但这些手段都处于探索阶段,还未进行试验。

叶培建院士介绍小天体探测相关情况。王磊 摄

实施小天体探测对我国有何意义?

2019年4月,国家航天局发布的《小行星探测任务有效载荷和搭载项目机遇公告》确定,中国小行星探测任务要通过一次发射,实现一颗近地小行星取样返回和一颗主带彗星绕飞探测,达到探测领域和核心技术的全面性突破,使我国小天体探测达到国际同期先进水平。

叶培建介绍,我国小天体探测任务已经进入工程研制阶段。我国小天体探测器方案的探测目标,是一颗地球共轨天体2016HO3以及小行星带中的主带彗星311P。

中国小天体探测任务有何难点和创新点?叶培建指出,中国小天体探测任务希望通过一次发射实现两类探测目标和近距、附着、采样等三种探测模式。

“小天体探测是国际深空探测的新热点,科学成果丰硕,任务周期长、技术挑战大。”叶培建称,中国小天体探测器方案的任务目标是通过一次任务,实现对近地小行星探测与取样返回和主带彗星绕飞探测,实现探测领域和核心技术的全面性突破,使中国小天体探测达到国际同期先进水平。

叶培建介绍,中国小天体探测任务拟探测地球共轨天体2016HO3和小行星311P。2016HO3是一颗地球共轨天体,发射和返回窗口灵活;适于取样返回、分析天体来源。311P是小行星带中的主带彗星(活跃小行星),研究热点为主带彗星形成和演化、气体活动机制。

围绕2016HO3,我国将测定轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数,研究其轨道起源与动力学演化。同时探测形貌、表面物质组份、内部结果,获取小行星样品背景信息,以及对返回样品开展实验室分析研究。

围绕311P,我国将测定主带彗星的轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数,研究主带彗星的轨道起源及其动力学演化。同时探测主带彗星形貌、表面物质组份、内部结构、空间环境等信息,获取太阳系早期演化信息。

中国小天体探测任务需要攻克多项关键技术。该探测任务的工程目标是突破弱引力天体表面采样、高精度和高自主相对自主导航与控制、小推力转移轨道、轻小型超高速再入返回、多模式长寿命电推进等关键技术,

实施小天体探测任务有助推动我国深空探测整体能力提升。“实现近地小行星近距探测、采样返回和主带彗星近距探测,为小行星起源及演化等前沿科学研究提供探测数据和真实样品,推动中国空间科学与空间技术协调发展。”叶培建指出。

 
 
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