有一种存在，它是太阳系诞生的余晖，参与整个宇宙历史的叙事，沉浮间，蕴藏着古老的秘密。这便是小行星。负责探测小行星2016HO3的“天问二号”也在今年即将踏上旅途，通过观测、采样、分析、研究，解开其神秘的外衣，为揭示太阳系形成与早期演化等重大科学问题提供线索，对地质研究、深空探测以及航天等领域有着重要意义。
太阳系的“时光胶囊”
在太阳系的行星形成之前，初生的太阳被一个由尘埃和气体组成的圆盘所包围，这个圆盘被称为原行星盘。
太阳系分布示意图
太阳系形成之后，尘埃碰撞凝聚形成了行星、矮行星等天体，还有些粉末碎屑，成为了小行星。有科学家认为，小行星会自由地在星际空间中穿梭，一些小行星可能在这个过程中积累了有机物质，当它们靠近和撞击地球时，就可能将有机物和水带到地球上，随着地壳运动和大气环流，物质逐渐在地表传播与扩散，在合适的条件下进一步演化与反应。相比之下，行星中含有很多放射性元素，会产生热量，从而导致演化、熔融，慢慢将太阳系初期的历史湮没。而能量小、热量少的小行星，基本上没有发生过演化，仍保留着太阳系形成之初的状态。
因此对小行星开展研究，有助于探寻太阳系最早期的面貌，对地球物质生命起源、太阳系的演化等科学问题提供了新的解答方向和依据；同时推动深空探测技术等领域的突破性创新，加快促进国际合作和资源共享；保障地球安全，检测近空潜在威胁并提前预警，研发防御技术，完善防御体系；加快实现太空资源开发和利用，在未来支撑月球基地或火星任务乃至深空探测的能源需求。
揭开小行星的神秘面纱
作为深空探测的重要研究方向，我国在小行星探测领域持续深入发展。2024年9月，中国科学院南京紫金山天文台成功跟踪了小行星2024rw1，并准确预测了其进入地球大气层的时间和地点，展示了我国在小行星跟踪和预警方面的能力。中国“天问二号”预计在今年执行发射计划，将完成对近地小行星2016HO3取样返回和主带彗星311P的绕飞探测。
“天问二号”将完成对小行星2016HO3取样返回
小行星2016HO3是2016年4月27日美国夏威夷泛星计划望远镜发现的，是地球的“准卫星”，在绕太阳做轨道运动的同时也与地球伴飞“共舞”，这颗小行星的环状轨道每年都会有小幅度飘移，但地球重力会使小行星轨道反向修正，从而使2016HO3的轨道在数十年间来回扭转，因此也被称作“振荡天星”。对其展开观测和探究，可以了解地球轨道附近的空间状况，对小行星特性研究、轨道动力学研究、近地小行星防御研究、技术验证、资源开发、探索太阳系的演化等有多重意义。预计在2025年5月发射的天问二号，将首先对小行星2016HO3进行探索和采样，从发射到取样返回过程大约在3年内完成。主任务完成后，天问二号主探测器将经地球、火星借力，预计约花费7年时间飞行到达小行星带，对主带彗星133P进行探测，任务周期长达10年以上。
“天问一号”完美收官
“天问一号”作为我国首个火星探测器，于2020年在海南文昌航天发射场发射升空，2021年任务取得圆满成功，由此我国深空探测领域完成阶段性成就。
“天问一号”是世界首次且成功实现了一次性完成环绕、着陆和巡视探测三大任务目标的探测器，采用了一系列先进的轨道设计和控制技术，实现了数亿公里的远距离精确飞行，成功突破了地火通信、高精度导航与控制、大推力发动机等关键技术；在工作中克服了低温、低气压、强辐射等恶劣条件，适应各种复杂地形和气候，展示了中国在航天装备制造和环境适应性设计方面的高超水平。同时，“天问一号”携带大量荷载，对火星进行全方位探索，在任务周期内完成物质采样和数据获取，从而实现火星的全球影像绘制、表面成分检测和气象与环境探测，为深入了解火星的地质结构、物质组成、气候特征、演化历史以及是否存在生命迹象奠定了坚实的基础。
“天问一号”探测器飞行图像（示意图）
如何探测小行星？
在实际的探索中，根据不同的客观条件和现实状况，不同小行星具体的探测方式和技术也呈现出差异化。主要的探测方式有：小行星采样返回、小行星撞击实验、远程探测和观测以及小行星轨道计算和预测。
1. 小行星采样返回
小行星采样返回是一种直接获取小行星物质样本的方法。例如，美国的奥西里斯-REx探测器在小行星贝努上采集样本并成功返回地球；日本的隼鸟号和隼鸟2号探测器也分别在糸川小行星和龙宫小行星上成功采集样本并返回地球；在今年即将发射的天问2号计划对小行星2016HO3进行伴飞探测和取样返回。
2. 小行星撞击实验
为了研究如何防御小行星撞击地球，人类进行了小行星撞击实验。例如，美国航空航天局在2022年9月26日用“双小行星重定向测试”探测器撞击了迪莫弗斯双小行星中的较小天体迪迪莫斯，成功改变了其轨道；欧洲航天局的赫拉小行星探测器也计划前往该双小行星，对撞击坑进行观测，以改进小行星撞击技术。
3. 远程探测和观测
远程探测和观测是通过地面望远镜或太空探测器对小行星进行遥测和拍照。例如，中国的嫦娥二号探测器在完成月球任务后，飞抵小行星图塔蒂斯并捕获其影像。这些观测可以帮助科学家了解小行星的形状、大小、旋转速度等信息。
4. 小行星轨道计算和预测
通过观测小行星的位置、速度等轨道参数，科学家可以计算其未来轨道，预测是否会与地球轨道相交及可能的碰撞时间。例如，小行星2024YR4在2032年撞击地球的概率和时间就是通过这种方法推算出来的。
每种探测方式都有其独特的优势和应用场景。在未来随着科技的进步，小行星探测将会更加精确和多样化。
部分信息来源于：央视网、中国新闻网、科普中国、光明网等
（科学性审核：庞之浩，中国空间技术研究院研究员）
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