Science：中国开启近地小行星采样征程，探索宇宙奥秘新篇

中国已正式启动对一颗不同寻常的近地小行星的采样任务。这一举措不仅标志着中国在深空探测领域迈出了重要一步，也为全球天文学研究带来了新的期待。

此次肩负采样重任的，是中国自主研发的天问二号探测器。2025 年 2 月 20 日，天问二号探测器顺利运抵西昌卫星发射中心，经过紧张有序的准备工作，按计划完成技术区总装、测试、加注等关键环节后，于 5 月 18 日上午顺利转入发射区。执行天问二号发射任务的长征三号乙遥一一〇运载火箭，也于 5 月 14 日早早由技术区转入发射区，并迅速完成吊装、对接等工作。截至目前，各项功能检查、联合测试等工作正有条不紊地推进，预计 5 月底将择机实施发射。

天问二号的探测目标，是一颗名为 2016 HO3 的近地小行星，它还有个浪漫的名字 ——“振荡天星”。这颗小行星颇为独特，在浩渺宇宙中，它一边绕太阳进行轨道运动，一边与地球 “伴飞共舞”，仿佛地球的一位特殊 “伙伴”。从外观数据来看，它的尺寸相对较小，大致为 40×100 米。地面观测收集到的数据显示，其反射光谱与阿波罗计划带回的月球样品更为接近，这一特征与常见小行星大相径庭。

近日，中国清华大学航天航空学院教授宝音课题组发布的研究成果，更是为这颗小行星增添了神秘色彩。研究表明，2016 HO3 源于月球背面的布鲁诺撞击坑。研究团队结合撞击动力学结论和月表撞击坑数据，建立了月球撞击产生的高速逃逸碎片和撞击坑尺寸间的定量关系，从而锁定了可能的源撞击坑直径范围。

同时，考虑近地小行星的轨道动力学寿命约束，通过对月球逃逸碎片的长期轨道演化研究，建立了从撞击溅射到长期轨道演变的完整动力学路径，最终在月球表面数以万计的大型撞击坑中，确认了 “年轻” 的布鲁诺撞击坑是 2016 HO3 的起源地，证实了其动力学可行性和唯一性。相关研究成果已以 “振荡天星的太空之旅：从月球布鲁诺撞击坑到地球 1:1 共振轨道” 为题，发表于《自然・天文学》杂志。若未来天问二号任务能够进一步验证这一结论，将首次将近地小行星与月球特定撞击坑建立起动力学关联，并有望揭示一类尚未被发现的月球起源小行星家族，对近地小行星起源演化研究产生深远影响。

对 2016 HO3 进行采样，其意义深远。从科学研究角度来看，小行星被视为太阳系形成初期的 “活化石”。在太阳系漫长的 46 亿年历史中，诸多行星和卫星历经复杂演化，原始信息大多已被磨灭。而小行星由于自身质量小、引力微弱，受外界干扰相对较少，较好地保留了太阳系诞生之初的物质成分和原始信息。通过分析 2016 HO3 的样本，科学家有望深入了解太阳系早期的物质组成、形成过程以及演化机制，这对于解答太阳系起源等基础科学问题至关重要。

从潜在资源角度而言，一些小行星富含铁、镍、钴等金属资源，以及水冰等物质。水冰不仅能为未来人类的深空探索提供水资源保障，分解后产生的氢气和氧气还可作为火箭推进剂。若能掌握从小行星获取资源的技术，将为人类未来的太空开发和星际旅行开辟新路径。

然而，天问二号此次执行的采样任务，面临着诸多棘手挑战。与常见的行星探测不同，2016 HO3 这颗小行星质量极小，几乎不存在重力。这就导致天问二号探测器无法像在行星探测时那样，通过制动减速，利用行星引力作用进入环绕轨道。它只能在广袤无垠的宇宙中精准追上小行星，实现与之 “并肩飞行” 的伴飞状态，然后在伴飞过程中寻找合适时机，完成附着与采样工作。这一系列操作，对探测器的轨道控制精度、自主导航能力以及机械臂的操作稳定性等方面，都提出了极高要求。

为了克服这些挑战，科研团队在探测器设计上煞费苦心。天问二号由主探测器与返回舱两部分构成。主探测器的主电能供给系统采用了独特的圆形柔性太阳翼，其展开后形似一把撑开的大伞。选用这种特殊构型，有效降低了传统太阳翼在探测器软着陆过程中的触地风险。“天问二号” 采用双翼结构，单个翼的面积达 17 平方米，如此硕大的太阳翼，是为了应对任务的特殊需求。完成小行星取样返回任务后，主探测器很可能继续向深空飞行，越往深空，获取的阳光越少，因此需要加大太阳翼面积，以确保探测器在漫长的太空旅程中有足够的能源供应。

根据既定规划，天问二号在成功发射后，将踏上漫长的太空之旅。当它抵达距离地球约 4300 万至 4500 万公里处，便会接近 2016 HO3 小行星，并努力实现伴飞。随后，探测器将小心翼翼地释放采样装置，尝试在小行星表面进行采样。采样完成后，装有珍贵样品的返回舱将与主探测器分离，独自踏上归程，预计于 2026 年返回地球轨道，将采集到的样品送回地面。而主探测器在完成采样任务后，若条件允许，还将借助火星引力前往主带彗星 311P/PANSTARRS，预计在 2032 年抵达并对该彗星展开探测，进一步拓展我国在深空探测领域的研究边界。

中国此次对近地小行星 2016 HO3 开展采样任务，是我国深空探测计划的重要组成部分。这不仅彰显了我国在航天技术领域的雄厚实力，也为人类探索宇宙奥秘贡献了中国力量。随着天问二号发射日期的日益临近，全世界都在拭目以待，期待见证中国航天书写新的辉煌篇章。