美国发现,中国探测?天问二号为何选择探索小行星“2016HO3”?

中国小行星探测工程“天问二号”探测器即将出发,前往“2016 HO3”伴飞、取样、返回,并进行拓展任务——伴飞探测主带彗星311P。有人说,这两个目标天体都是美国发现了,现在是不是相当于“美国负责发现,我们负责探测”?

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实际上,这话说对了一点点,但是情况并非如此。我们知道2016 HO3由美国夏威夷泛星计划望远镜于2016年4月27日发现的,主带彗星 311P是美国泛星计划望远镜2013 年 8 月 27 是在火星与木星轨道之间的主小行星带内发现的。

但是,根据现行规定,谁发现了宇宙天体,并不意味着完全拥有命名权,也不可以禁止他国探测。发现宇宙天体并不意味着完全拥有命名权,也不可以禁止他国探测。

在国际天文学联合会成立之前,天文学家发现天体后可较随意地命名。但1919年国际天文学联合会成立后,成为全球天文学家认可的为天体命名的主要机构,制定了行星地名命名等规范文件,发现者享有完全命名权的时代结束。

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如今,任何人都可以向国际天文学联合会提交符合规范的新天体的地名,但审核权在国际天文学联合会下属的相关组织。

宇宙中的天体属于全人类共同的探索和研究对象,不受任何个人或国家的独占。根据国际法和国际惯例,各国都有权利进行天文观测和太空探索活动,只要其活动符合国际法,如《外层空间条约》等相关规定,不损害其他国家的利益,不将天体据为己有,就可以对任何天体进行探测。

我国行星探测工程天问二号任务选择2016HO3和主带彗星311P的原因很简单:一是具有重要科研价值;二是相对容易实现。

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小行星探测任务是我们实现了探月工程的“绕、落、回”之后,并在“天问一号”探索火星的基础上,进行的行星探测重大标志性项目,也是我们迈入航天强国大门的里程碑事件。

选择2016HO3小行星主要是因为其是地球的“神秘舞伴”,其轨道特性(公转周期与地球接近,半长轴约1.001天文单位)使其成为地球的“准卫星”,即在太阳引力主导下与地球保持长期稳定共振轨道,最近距离仅521万公里,未来几百年内不会脱离这一状态。

清华大学宝音课题组通过动力学模拟和撞击坑数据分析,首次提出2016 HO3可能源自38万年前月球背面的布鲁诺撞击坑,且其轨道演化路径与月球逃逸碎片高度吻合。美国科学家通过光谱分析发现其成分与月球岩石高度相似,推测其可能源于月球撞击事件,但未深入验证。

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天问二号的采样返回任务将直接检验这一假说,揭示地月系统早期演化历史。另外,2016 HO3是太阳系“活化石”,其形成于46亿年前,可能保留了太阳系原始星云的成分信息,研究其物质组成(如硅酸盐、金属成分)和内部结构有助于追溯太阳系形成初期的物质分布及演化机制。

成本也是我们考虑的重要因素之一,2016 HO3距离地球较近探测器所需轨道调整能量较低,任务周期相对可控(采样返回约3年,主带彗星探测需7年),符合深空探测“高性价比”原则

但是,想要实现成功探测并不容易,我们在探月工程上的积累尤为关键,无论是远程导航,还是深空通信,以及天体采样返回,执行扩展任务,都是因为嫦娥六号之前的深厚积累。

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2016 HO3小行星直径仅40-100米,自转周期仅28分钟(太阳系自转最快天体之一),表面引力微弱(地球的百万分之一),采样难度极大。

天问二号需通过“一触即离”式接触采样(机械臂锚固+超声钻探)获取表面风化层样品,为未来小行星防御和资源开发积累关键技术。

而“天问二号”通过“一箭双星”任务设计,继续探测主带彗星311P,也是因为该天体具有其具有独特的科学价值。我们通过一次任务实现对小行星2016 HO3的“近距探测、采样返回”,以及主带彗星的近距离探测本就是创新之举,领跑全球深空探索。

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311P位于火星与木星之间的主小行星带,但表现出彗星活动特征(如尘埃彗尾),被称为“主带彗星”或“活跃小行星”。这类天体挑战了传统对小行星和彗星的分类认知,其活动机制(如尘埃喷发、挥发物来源)尚不明确。天问二号的探测有望揭示其是否含有水冰或其他挥发物,为太阳系早期水的分布及地球水起源假说提供关键证据。

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同样,311P也是太阳系演化的“活化石”,其可能保留了内太阳系形成初期的原始物质,研究其成分(如硅酸盐、有机物)和结构有助于追溯行星形成早期的物质分异过程,验证太阳系演化模型。

通过地面探测,科学家们发现311P在2013年喷发6条彗尾,但喷发动力来源存在争议。我们如果在311P中检测到有机物或水冰痕迹,可能为“生命种子由彗星携带至地球”的假说提供实证,推动天体生物学研究。

天问二号将首次近距离探测其尘埃动态特性、表面热辐射及内部结构,分析喷发物的物理化学性质,揭示其活动机制。

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最为关键的是,311P的轨道参数(半长轴2.189 AU,偏心率0.115)与主带小行星相似,探测器将测定其轨道参数和雅科夫斯基效应(热辐射导致的轨道偏移),为小行星防御预警提供数据支持。这将为我国建立行星防御系统,提供坚实基础。

“天问二号”在完成小行星2016HO3采样后,将借助地球和火星引力弹弓,耗时约7年飞抵311P,总任务周期近10年。任务复杂程度远超美国OSIRIS-REx和日本隼鸟的小行星探测,可以是后来者居上。

“嫦娥四号”探测器项目执行总监、天问二号探测器总设计师张熇就表示,基于多源观测信息的高精度自主导航与控制技术,我们确保米级附着精度,能确保任务的技术实现。

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其实,“天问二号”是探月工程的拓展,也是为“天问三号”火星采样返回,“天问四号”木星系和行星系穿越探测任务做准备。我们是按照自己既定的方案去规划和实现,并没有与某国进行“太空竞赛”。

相反,我们在实施这样项目的时候,还广泛地向全世界征集科学载荷和研究课题,并将会分享小行星起源及演化的研究成果,与世界分享探索的科学数据和真实样品。

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让我们一起祝愿“天问二号”任务将取得圆满成功。

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