到深空去“追星”(3)

无论是出于何种原因，造访这些小行星并不简单。“如何从众多小行星中选择合适的目标是小行星探测首先需要考虑的问题。”李爽说，而且小行星的轨道差异较大，存在高倾角、大偏心率等情况，极大地增加了探测任务的能耗。如何利用引力助推、电推进等技术实现低成本快速转移是目前小行星探测的难点之一。

小行星由于体积较小、质量轻、形状不规则，形成了弱引力场，而且对于多星系统，引力场的复杂度将进一步提升。“针对小行星特殊动力学环境下的任务轨道设计和附着采样技术，也是目前小行星探测技术的困难点和研究热点。”李爽说。

“‘罗塞塔’号探测器就是把菲莱着陆器释放到彗星上，这涉及到小天体的附着技术。因为小行星非常小，引力非常微弱，实现附着非常困难。”季江徽说。

在漫长的太空探索之旅中，燃料的约束也是技术挑战之一。以新视野号为例，由于冥王星和柯伊伯带远离太阳，太阳能电池无法满足其能量供应。研究人员为其配备了一台核能发电机，内装10.9千克二氧化钚，其中的钚-238衰变时会释放出热量，通过温差发电提供稳定的电力。

此外，季江徽指出，还有通信、自主导航、地面导引等问题都亟待解决。比如探测器进行了科学勘察，怎么把科学数据高效传回来？如何在深空进行自主导航？怎样通过地面观测进行轨道调整、寻找探测目标？这些挑战都在考验一项任务能否圆满完成。

呼唤中国“路线图”

继嫦娥二号飞越图塔蒂斯之后，随着深空探测综合实力的增强，中国的小行星探测计划已经浮出水面。

日前，中国国家航天局发布公告称，小行星探测任务将采用长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射。探测器携带科学载荷，对近地小行星2016 HO3开展绕飞探测，随后择机附着小行星表面并采集小行星样品，之后返回地球附近释放返回舱，将小行星样品送回地球，这一过程大约在3年内完成。

根据计划，探测器或将于2024年发射。“2016 HO3是美国夏威夷天文望远镜2016年发现的。它绕太阳公转的周期几乎和地球一样，为366天。”季江徽介绍，这颗小行星看上去总是和地球不离不弃，距离地球大约38~100倍地月距离围着地球转。

在上述探测任务完成后，探测器经地球、火星借力，经历约7年时间飞行到达小行星带，对主带彗星133P开展绕飞探测。探测器配置相关科学载荷，以飞越、伴飞、附着、采样返回等方式，对目标小行星进行遥感探测、就位探测和采样返回。

“这是由中国政府发起，面向国际公开征集科学载荷和搭载项目方案的任务。”季江徽说，实际上，这种合作模式在国际上非常普遍，中国在航天方面也要以开放包容的态度与各国合作，这样既可以吸取其他国家的优秀技术，也能为人类航空事业尽一份力。

面对未来，季江徽有两个愿景。一方面，他希望我国能够酝酿和计划一个完整的小天体探测路线图，以科学目标为牵引结合工程技术创新，系统布局未来国家小天体探测任务。“日、美小行星探测都有非常清晰的路线图。美国是由近及远，从近地到主带再到柯伊伯带的小行星；日本是从S型、C型再到D型，探测的小行星越来越原始。”他说，“我们要追赶别人，需要起点更高，比别人做得更好。”

另一方面，他期待我国可以在科学、技术和工程方面组织一个高效的小天体探测科学团队，由科技“国家队”中科院牵引，并与国内高校等其他单位协同创新，及时地把探测数据变成科学成果，同时大幅带动相关技术的发展。