重庆市大足区1800余名基干民兵集中接受点验

◇天问二号(èrhào)主要任务目标是对小行星2016HO3进行探测(tàncè)、取样并返回地球，此后再对主带彗星311P开展科学探测。这是我国首次实施小行星采样返回任务，迈出了深空探测的(de)新一步 ◇天问二号任务技术难度大，工程风险高(gāo)，设计任务周期10年左右，后续环节的不确定因素对于这场漫长征程来说是一场持续(chíxù)考验 文|《瞭望(liàowàng)》新闻周刊记者 贾雯静 我国在西昌卫星发射中心用(yòng)长征三号(chángzhēngsānhào)乙运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空（2025年5月29日摄）才(cái)扬摄/本刊 5月29日1时31分，辉光(huīguāng)照亮(zhàoliàng)夜空。由中国航天科技集团所属中国运载火箭(yùnzàihuǒjiàn)技术研究院抓总研制的长征三号乙Y110运载火箭（下称长三乙火箭），在西昌卫星发射中心烈焰中起飞。 火箭飞行约18分钟后，将中国航天科技集团所属中国空间技术研究院抓总研制的天问二号(èrhào)探测器(tàncèqì)送入地球至小行星(xiǎoxíngxīng)2016HO3转移轨道。此后，探测器太阳翼(yì)正常展开，发射任务取得圆满成功，标志着我国天问二号探测任务顺利启程，为(wèi)后续深空探索跑好关键“第一棒”。 自2020年中国航天(zhōngguóhángtiān)日启动“天问”系列以来，这一以屈原诗句命名的(de)行星探测(tàncè)工程，赓续中华文明对宇宙奥秘(àomì)的追问。目前，天问一号探测器已获取珍贵火星原始科学数据，形成了标准数据产品，火星探测持续走向深入。 如今，天问二号再次(zàicì)踏上星际探测征程，主要(zhǔyào)任务目标是对小行星2016HO3进行探测、取样并返回地球，此后再对主带彗星311P开展(kāizhǎn)科学探测。 国家航天局局长(júzhǎng)单忠德(dānzhōngdé)表示，国家航天局牵头实施天问二号任务，推动星际探测征程(zhēngchéng)接续前进，迈出了深空探测的新一步。任务实施周期长，风险难度大，工程全线攻坚克难，协同攻关，确保(quèbǎo)了发射任务圆满成功。 发射阶段面临三重挑战(tiǎozhàn) 天问二号任务的首道难关在于(zàiyú)发射环节。 为顺利完成发射，本次行星探测任务选用的运载工具为长征三号甲(chángzhēngsānhàojiǎ)系列运载火箭三兄弟中“力气最大”的长三乙(zhǎngsānyǐ)火箭，该火箭于1993年获批立项，自(zì)1996年首飞成功至今，承担了多个国家(guójiā)重大工程任务，曾执行过嫦娥三号、嫦娥四号等探月工程任务，此前已完成108次发射，是我国宇航发射次数最多的单一(dānyī)型号火箭。 中国航天科技集团魏远明表示(biǎoshì)，虽然已经执行了百余次发射(fāshè)任务(rènwù)，积累了丰富经验，但此次任务是长三乙火箭首次执行地球逃逸轨道发射，面临新情况新挑战。 挑战一：速度要求(yāoqiú)更快。 魏远明介绍，以往发射(fāshè)地球轨道范围内的载荷时，火箭分离速度(sùdù)达第一宇宙速度每秒7.9千米即可，此速度是物体在地球表面(dìqiúbiǎomiàn)附近环绕地球做匀速圆周运动所需的最小速度。 此次任务发射目标并非绕地球旋转的卫星，航天器必须完全脱离地球引力控制(kòngzhì)进入(jìnrù)逃逸轨道，火箭(huǒjiàn)分离时速度须达到摆脱地球控制的第二宇宙速度，最低要求为每秒11.2千米。 “这对火箭(huǒjiàn)的运载能力、履约能力等都提出(tíchū)了更高要求。”魏远明说。 挑战二：精度(jīngdù)要求更高。 “小行星本身体积小、质量小、引力(yǐnlì)弱，捕获难度大，对火箭入轨精度要求高。”中国运载火箭技术研究院张亦朴介绍，此次火箭入轨速度达到每秒(měimiǎo)11.2千米的同时，速度偏差不能超过1米，才能将天问二号精准(jīngzhǔn)送入轨道，否则可能(kěnéng)会造成百万公里的级差。 这样严苛的精度要求形象来说，就好比在上海投出一个篮球，不仅要命中位于(wèiyú)北京的篮筐，还需确保篮球入筐(rùkuāng)时的飞行(fēixíng)角度与速度都恰到好处。 难点(nándiǎn)三：发射窗口更窄。 小行星2016HO3运行轨道较为特殊(tèshū)，一方面既像其他小行星一样环绕太阳运行，且公转周期(zhōuqī)与地球相近；另一方面从地球上看(kàn)，其轨道又围绕地球运行。 这种特殊运行(yùnxíng)轨迹使它与地球的相对位置和运动状态较为复杂，只有在特定时间段内，地球、探测器和小行星(xiǎoxíngxīng)才能处于相对合适的位置关系，从而确保(quèbǎo)探测器能够以更快的速度抵近小行星并实现有效探测。 经过专家团队测算，此次发射任务的窗口期(chuāngkǒuqī)仅为5月29日到31日连续3天，每天只有4分钟。加之目标小行星与地球的相对位置处于变化(biànhuà)之中(zhīzhōng)，只有零窗口发射最节省燃料(ránliào)，这一要求无疑给型号团队带来了更大的挑战。 多方协同、技术迭代确保发射“万无一失(wànwúyīshī)” 早在2018年，天问二号的发射(fāshè)任务(rènwù)就“花落”长三乙火箭。为确保其可靠、精准、准时跑好天问二号任务“第一棒”，工程全线攻坚克难，协同攻关(gōngguān)，多举措确保火箭发射“万无一失”。 提高运载能力方面，针对长征三号甲系列运载火箭，型号团队于2020年开始实施运载能力与可靠性“双提升”工程，完成了多条技术状态变化的验证工作，确认了箭体结构、增压输送、总装总测三大系统数十个重点(zhòngdiǎn)关注项目，并对总装全过程状态从严要求，针对性梳理(shūlǐ)了装配风险点并予以排除，确保(quèbǎo)产品顺利完成总装测试(cèshì)。该工程后，长三乙火箭地球同步(tóngbù)转移(zhuǎnyí)轨道运载能力提升至5.55吨，与天问二号探测器(tàncèqì)质量要求更为贴合。 在执行此发任务前(qián)，“双提升”后的(de)长三甲系列火箭已经连续成功发射16次，不断验证着该工程的可靠性。 确保精确入轨方面，研制团队在(zài)采用迭代制导技术(jìshù)的基础上，还运用了末速(mòsù)修正技术，在分离前实时调整火箭的速度、姿态等，确保满足入轨精度要求。 不仅如此，研制人员(rényuán)经过多轮协调，将(jiāng)连续3个发射日每天1套发射轨道程序简化为(wèi)3天共用一套程序，大大精简了发射流程，提高火箭可靠性和任务适应性。 火箭测控系统方面，西昌卫星发射中心马忠权介绍，为满足零(líng)窗口发射需求(xūqiú)，团队对(duì)测控设备精度不断进行调校，通过测控火箭外侧的飞行弹道、飞行姿态以及火箭内侧的气压、燃料使用情况、温度等指标，了解火箭整体飞行状态(zhuàngtài)。 本次测控(cèkòng)系统(xìtǒng)还进行(jìnxíng)了全自动跟踪改造，借助AI算法让测控系统自动进行跟踪捕获，减轻操作手压力，提高跟踪性能和应急情况处理能力。 火箭整体设计方面，马忠权说：“多年来火箭外形(wàixíng)延续经典，实际上(shàng)，其内部的(de)电气、动力、火工等系统和装置已历经三年的迭代升级。”与此同时，型号团队(tuánduì)对箭上关键产品优中选优、加严验收、增加测试项目，严格控制火箭技术状态变化。 此外，“长三乙火箭还采用了通用化、系列化、组合化的设计思路(sīlù)，为(wèi)全流程研制生产效率提速。”中国运载火箭技术研究院覃艺说。 例如施行(shīxíng)“去任务(rènwù)化”的设计研制模式，即火箭助推器、芯一级、芯二级、芯三级等产品都实现通用化和组批投产(tóuchǎn)，提高生产效率，缩短履约周期。 再如施行批量生产管理模式，通过系统综合试验、火箭总装和出厂测试并行(bìngxíng)开展，实施滚动(gǔndòng)出厂发射(fāshè)，实现流水线式柔性作业的运载火箭批生产，达到年生产发射15发火箭的能力水平(shuǐpíng)，更好应对任务需求。 后续探测、采样阶段(jiēduàn)仍存不确定性 此次发射任务圆满成功，仅仅是天问二号任务漫长(màncháng)探测过程的“第一步”。“天问二号任务技术难度大，工程风险高，设计任务周期10年左右(zuǒyòu)，后续环节(huánjié)的不确定因素对于这场漫长征程来说是一场持续考验。”多位受访专家提到(tídào)。 天问二号任务共包含发射段(duàn)、小行星转移段、小行星接近段、小行星交会段、小行星近距探测段、小行星采样段、返回等待段、返回转移段、再入回收(huíshōu)段、主带彗星(huìxīng)转移段、主带彗星接近段、主带彗星交会段、主带彗星近距探测段等13个飞行阶段(jiēduàn)。 在探测阶段，任务难点主要体现在时间周期长，能源需求量大(dà)。中国航天科技集团曾福明说，小行星2016HO3距离地球(dìqiú)1800万至4600万公里，主带(zhǔdài)彗星(huìxīng)311P距离地球1.5亿至5亿公里，距离地球远，通信存在较长延迟(yánchí)。这对能源管理、智能控制以及产品的寿命、可靠性等方面都提出了较高要求。 为应(yīng)对此挑战，曾福明说(míngshuō)：“本次任务创新性采用大面积扇形柔性太阳翼设计，实现能源供给与轻量化的效果。” 同时，探测器(tàncèqì)共配置11台科学设备，这些先进设备将助力探测器在(zài)飞行过程中对小行星(xiǎoxíngxīng)和主带彗星进行光谱测量、光学成像、空间环境探测等，获取科学数据，为后续采样环节奠定基础。 在(zài)采样阶段，难点一方面(yìfāngmiàn)体现在目标天体的未知特性。基于当前有限观测数据，人类对小行星2016HO3的形态特征，如形状、具体尺寸(chǐcùn)，表面物理状态，如物质组成等关键信息认知不足(bùzú)。这种不确定性对探测器自主化程度、多类型采样能力(nénglì)要求更高，以应对潜在的样本获取风险。 另一方面，还需要(xūyào)突破弱引力条件下的附着与采样(cǎiyàng)难题。据了解，小行星2016HO3质量(zhìliàng)较小，几乎处于(chǔyú)零重力环境，坚硬表面易造成探测器反弹，松散表面又难以阻止探测器下陷，加之其处于高速自转状态，探测器的控制必须足够精确。因此，于有限时间内完成采样任务并将样本装进(zhuāngjìn)容器难度较大。“针对此，我们(wǒmen)在前期已经(yǐjīng)进行了多次地面验证，但仍然可能面临未知情况。”中国航天科技集团陈春亮说。 在考验中积累宝贵(bǎoguì)经验和科学财富 曾福明等受访专家表示，天问二号任务(rènwù)面临多重考验，是(shì)我国深空探索不断深入的重要(zhòngyào)实践，从中可以积累宝贵经验，不断对关键技术进行验证和创新。 这也是(shì)此次任务的工程目标之一——突破弱引力天体表面取样、高精度相对自主导航与控制、小推力转移轨道设计等一系列关键技术。锚定这一工程目标，天问二号任务在(zài)技术创新和科学产出上具有(jùyǒu)显著特点(xiǎnzhùtèdiǎn)。 一方面创新小天体采样方式，除触碰采样方式外(wài)，天问二号任务还将根据探测具体情况实施悬停采样以及(yǐjí)附着采样。 另一方面推动智能化航天器发展，针对目标天体特性未知等难题，探测(tàncè)器将采用“边飞边探边决策(juécè)”的策略，获取(huòqǔ)目标天体特性信息后，在地面策略指导下基本自主开展目标天体的精准(jīngzhǔn)捕获、逐步接近、科学探测和样品采集。 锁定(suǒdìng)工程目标的同时，科学目标亦是此次任务的核心关键。天问二号任务工程副总师、中国科学院(zhōngguókēxuéyuàn)国家(guójiā)天文台研究员刘建军介绍，小行星是太阳系中一种非常独特的天体，形成(xíngchéng)于太阳系早期约45亿年前，没有经过类似于地球一样的演化过程，基本保持原有状态，对地球和太阳系的研究均具有(jùyǒu)重要意义。 而目标小行星2016HO3是在(zài)2016年发现的地球第5颗（共7颗）准卫星，非常稀缺，在上百万个小天体中万里挑一，科学(kēxué)家对(duì)其起源也众说纷纭，加上对其形状、构成等情况了解(liǎojiě)甚少，在科学上具有很大的研究价值。 “主带彗星311P同样(tóngyàng)具有特殊性，又称活跃小行星，其轨道位于主带小行星上，同时具备彗星喷发的特征，也承载着重要的科学探索意义(yìyì)。”天问二号任务地面应用系统总师、中国科学院(zhōngguókēxuéyuàn)国家天文台(tiānwéntái)研究员苏彦说。 因此，天问二号(èrhào)探测任务(rènwù)的科学目标聚焦于测定小行星(xiǎoxíngxīng)(xiǎoxíngxīng)和主带彗星的多项物理参数(cānshù)。一是测定小行星和主带彗星的轨道参数、自转参数、形状大小、热辐射特性等物理参数，开展轨道动力学研究；二是开展小行星和主带彗星的形貌、物质组分、内部结构以及可能的喷发物(pēnfāwù)等研究；三是开展样品的实验室分析研究，测定样品物理性质、化学与矿物成分，开展小行星和太阳系早期的形成与演化研究。 深空(shēnkōng)探测道阻且长，航天事业发展任重道远，单忠德表示，期待(qīdài)天问二号按计划完成各项探测任务，取得更(gèng)多原创科学成果，揭开更多宇宙奥秘，增进人类认知。