在深空探测领域，中国探月工程嫦娥六号任务圆满成功，“天问一号”实现火星绕、落、巡，天和核心舱在轨稳定运行等系列太空壮举，科研人员用实力表明，我国已经不满足于“上九天揽月”，甚至“上太阳系揽火星”。

如今，中国又将踏足深空探测新赛道——小天体探测，对太阳系内的小行星进行探测采样返回，“拿捏”小行星。早在2023年4月24日，中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥介绍称，我国计划2025年前后发射“天问二号”，开展小行星探测采样任务。

为何拿捏？

如今我国在深空探测领域全线开花，那么为何要将小小的行星作为下一阶段的探测目标呢？

首先，小行星探测有着现实价值。地球周围遍布着数万颗近地小行星，小行星撞击一直以来都是地球不定期上演的“灾难片”。地球经历了多次小行星撞击事件，不仅改变了地球的气候生态环境，也造成了多次不同规模的生物灭绝。

最近一次影响较大的小行星撞击事件为2013年俄罗斯车里雅宾斯克事件，造成了1000多人受伤，整体损失超过10亿卢布。

针对小行星对地球可能产生的威胁，我国科研人员提出了构建小行星防御系统方案，而这首先要掌握航天器与小行星交会乃至附着的工程能力。小行星探测采样就是未来规划构建小行星防御系统的先决条件。

2016HO3小行星运行轨道示意图(黄线)

其次，小行星探测有着未来价值。小行星可以看作太阳系的“活化石”，它们大多诞生于46亿年前的太阳系初期阶段。通过剖析小行星自身的起源和形成逻辑，对人类研究地球生命起源以及太阳和其他行星的演化都有着重大价值。

此外，小行星的经济价值也不容忽视，大约有10％的近地小行星富含铁、镍、金、银、铂等金属成分。

高难度拿捏

小行星采样返回任务的复杂程度和完成难度并不亚于探月。

无重力是小行星探测最大的难点之一。小行星的附近引力与月球存在差异，月球距离地球较近，轨道相对稳定，这使得月球采样在轨道计算和探测器设计方面相对简单。而小行星位于地球轨道之外，其轨道可能因受到其他天体引力的影响发生变化。并且小行星探测无法像月球探测一样通过探测器制动减速由月球引力作用进入环绕轨道，只能通过伴飞择机取样。

由于小行星与地球的距离和地球与月球的距离相比远很多，因此小行星探测任务周期更长，成本更高。

此外，小行星与月球在物理和化学特性上存在显著差异。月球相对较大，形状较为规则，且其表面物质分布较为均匀。而小行星通常体积较小，形状不规则，且可能由多种不同物质组成，这使得采样更具挑战性。

如何拿捏？

针对小行星探测的特点，一些国家已经在这条赛道上率先派出探测器，实现了人类小行星采样返回任务零的突破。

叶培建院士在接受《科技日报》采访时透露，我国将在2025年发射的“天问二号”上搭载3种小行星采样技术，以完成小行星采样返回的既定目标，进而实现在小行星探测领域的弯道超车。

日本“隼鸟2号”进行小行星采样

第一种采样方式是短时触碰式采样。顾名思义，是指探测器在接触小行星表面后迅速离开，同时完成采样任务。这种采样方式采样时间短、效率高，能够适用于各种类型的小行星表面，具有较强的灵活性。同时由于采样过程非常短暂，能够避免探测器在小行星表面停留时间过长而遇到风险。

不过，由于探测器与小行星表面接触时间非常短暂，人类需要精确控制探测器的飞行速度和姿态，来确保探测器能够在短时间内与小行星表面接触并获取足够的样品。日本航天的“隼鸟”系列采用的便是这类采样技术。

第二种采样方式是悬停采样，即探测器在保持悬停状态下，通过特定的采样装置对小行星地表进行采样。这种悬停状态使得采样装置能够更稳定、更准确地接近目标进行采样。

相比于第一种采样方式，悬停采样具备更高的采样效率，采样位置定位更准确。并且由于探测器本体与小行星是非直接接触的，因此悬停采样的成功率也比较高。

但是悬停采样面临着样本污染的问题，因为悬停过程中可能会遇到不稳定的气流或磁场干扰，导致探测器姿态失控等问题。

小行星附着采样概念图

第三种是附着采样。基本过程为：探测器稳定着陆到小行星表面后，利用附着机构固定住自己，用钻取、抓取等方式获取样本，并将样本转移至返回舱中。

相比于前两种采样方式，附着采样是直接接触采样，能够获取到更为深入和完整的样品，这对于了解小行星的内部结构和物质组成具有重要意义。但这种方式技术难度最大，在人类以往的小行星采样任务中从未被应用。其主要难度在于，探测器需要实现精确控制其飞行轨迹和姿态，从而稳定地附着并采样。

一方面，小行星表面的物理和化学特性往往未知，如表面存在不平整或松散、坚硬的物质，这可能会导致探测器在着陆过程中遇到颠簸和不稳定的情况。这种不确定性要求采样装置必须具备高度适应性和灵活性，以应对各种可能的小行星表面情况。

另一方面，小行星引力微弱，如2016HO3星体，探测器着陆后可能会出现反弹、侧翻，甚至着陆后采样装置采样时也会出现侧翻的情况。因此，需要保持探测器在振动环境中平衡和稳定，确保采样的准确性和完整性。

叶培建院士表示，与之前小行星采样任务相比，我国此次“天问二号”采用的附着采样技术将带回更多的小行星样本。

“天问”，这一蕴含深邃哲理的词汇，其渊源可追溯至中国古代伟大诗人屈原的《天问》，它不仅象征着中华民族对浩瀚自然与无垠宇宙探索文化的血脉相承，更是坚韧不拔、矢志不渝追求真理精神的璀璨结晶。如今，承载着这份崇高信念的“天问二号”，犹如一位英勇的航海家，紧握舵盘，精准“拿捏”着目标小行星，即将踏上一场问鼎苍穹、驶向星辰大海的壮丽征途。

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