24日，中国科学院院士叶培建在2021年中国航天大会上介绍，中国小天体探测任务已经进入工程研究阶段。计划通过一次发射，花10年时间先后探测两个小天体：2016HO3近地小行星、133P彗星。

“通过一次任务实现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。”叶培建院士如是说。

4月24日，南京，中国科学院院士叶培建。 王磊 摄

花10年时间“走访”两个小天体

为什么要探测小天体？叶培建介绍，小天体保存着太阳系形成演化的原始信息，是研究太阳系起源的“活化石”，是目前国际深空探测的热点，行星科学研究的前沿。

这是美国航天局发布的小行星探测器“奥西里斯-REx”在小行星贝努附近飞行的效果图。 美国航天局小行星探测器“奥西里斯-REx”2018年12月31日进入小行星贝努的轨道，使这颗直径仅约500米的小行星成为人类航天器迄今在轨绕行的最小天体。

按照设想，中国小天体探测任务将连续“走访”两类小天体。一个目标是“小行星”：顾名思义，它们是太阳系内类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小很多的天体。目前已确认的小行星达到100万颗，其中近地小行星2万多颗。2016HO3即属于近地小行星，它是一颗地球共轨天体，直径约40-100米，距离地球不远，发射和返回窗口灵活；适于取样返回、分析天体来源。

另一个目标是“彗星”：彗星是进入太阳系内，亮度和形状随日距变化而变化的绕日运动天体。而名为133P的彗星属于“主带彗星”，指运行在小行星带（火星与木星轨道间）内的彗星。

国外的小天体探测已积累了一些经验。上世纪九十年代前均为飞越探测。九十年代后共实施9次任务：小行星6次，彗星3次。其中日本的隼鸟一号、二号已实现小行星采样返回，美国的欧西里斯号（OSIRIS-REx）也携带着采集的样本，正在返回地球的路上。

隼鸟2号 日本宇宙航空研究开发机构2月22日说，根据接收到的数据判断，小行星探测器隼鸟2号当天成功降落在小行星“龙宫”上并采集样本，经短暂停留后再次升空。 这是隼鸟2号探测器降落在小行星“龙宫”的模拟图。

“小天体探测是国际深空探测的新热点。”叶培建表示，一方面是科学成果丰硕，另一方面则是任务周期长、技术挑战大。

叶培建透露，计划中的中国小天体探测任务，将一次发射探索两个天体。探测器将对2016HO3近地小行星进行绕飞、着陆取样返回；对133P主带彗星进行绕飞探测。

按照设想，这是一趟长达10年的太空之旅。发射后，探测器将用约1年时间前往2016HO3。抵达后，花1年左右时间对其进行近距离探测，之后尝试着陆、采样。

完成采样后，探测器将花半年左右时间返回地球。在接近地球时，探测器“过家门而不入”，分离出返回舱将样品送回地球，自身拉起并继续踏上前往133P彗星的长达7年的漫长旅途。

难度大：进一步提高我国深空探测能力

相对于月球甚至火星，我们对于目标小天体的观测数据极其有限。“其自旋特性、地形地貌、岩石和风化层、反照率、热特性等参数均未知，只能基于同类小天体数据推测，具有很大的不确定性。”叶培建表示，这也就意味着系统设计、验证需适应很大的包络范围。

这是日本宇宙航空研究开发机构提供的隼鸟2号探测器飞临小行星“龙宫”的电脑合成效果图。 新华社/美联

叶培建介绍，探测器将设计触碰、悬停、附着等多种采样方式，在近距离探测时“边探测，边反演、边确定采样策略”。

在小行星交会、下降、附着、取样过程，需要实现高精度全自主导航控制。

另一个难点是返回舱的高速再入返回。相较于月球采样返回地球的速度约每秒10.7千米，小天体采样返回的速度约12千米/秒，这需要研制新气动外形和防热材料。

叶培建表示，未来，小天体探测任务的实施，将进一步提升我国的深空探测能力，推动行星科学的快速发展，为航天强国建设做出重要贡献。

【记者】王诗堃 发自南京

【策划统筹】张志超