“长三乙”火箭成功发射天问二号 我国小行星探测迈出关键一步

来源:中国的航天、中国航天科技集团

5月29日1时31分

长征三号乙运载火箭

在西昌卫星发射中心点火起飞

托举行星探测工程天问二号探测器奔向苍穹

我国首次小行星探测与采样返回的旅程

成功开启

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▲ 点火(任长胜 摄)

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▲ 升空(王磊 摄)

天问二号任务计划对小行星2016HO3进行探测、采样并返回地球,此后对主带彗星311P开展科学探测。

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▲ 天问二号任务示意图(国家航天局提供)

点火约18分钟后,长三乙火箭成功将天问二号探测器送入地球至小行星2016HO3转移轨道。

经过一年的飞行后,探测器将到达小行星2016HO3附近,通过长期伴飞探测获得目标信息,择机开展采样工作。

采样完成后,探测器将飞行约7个月后回到地球附近,主探测器与返回舱分离,前者奔向主带彗星311P继续开展探测任务,后者携带小行星样品进入大气层并降落在预定着陆场。

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▲ 天问二号探测器示意动画(航天科技集团五院提供)

中国航天科技集团有限公司五院余后满介绍,从火箭点火到小行星样品返回地球,或将持续两年半时间,而整个天问二号任务或将持续近10年。我国在实施天问二号任务的过程中,将验证并突破微重力小行星采样、高精度自主导航与控制、超高速再入返回等关键技术。

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▲ 天问二号探测器示意动画(航天科技集团五院提供)

天问二号探测器是我国首个专门为小行星探测与采样返回研制的航天器,由航天科技集团五院抓总研制,总重约2.1吨。

长三乙火箭由航天科技集团一院抓总研制,属于长三甲系列火箭家族。该系列火箭在执行“北斗”、“嫦娥”等重大工程任务中保持了100%的成功率。

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▲ 火箭吊装(张曼 摄)

小行星2016HO3是距离地球较近的准卫星,距离地球约1800万至4600万公里,重力极小,直径在30至100米之间,被认为是研究太阳系起源的“活化石”;主带彗星311P位于火星与木星轨道之间的主小行星带内侧,距离地球约1.5亿至5亿公里,兼具小行星和彗星特点,其形成和演化原因备受关注。

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▲ 整流罩上的中国行星探测标志(张曼 摄)

天问二号任务将测定小行星和主带彗星的轨道参数、自转周期、形状大小、热辐射特性等信息,研究小行星和主带彗星的形貌、物质组分、内部结构,而通过对采集样品的进一步分析,将帮助人类深化对小行星与太阳系早期形成和演化的认识。

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▲ 整装待发(张曼 摄)

本次发射是长征系列运载火箭的第578次发射。

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作为长征三号甲系列火箭首次执行的地球逃逸轨道发射任务,此次挑战堪称“速度与精度的双重考验”。不同于以往近地轨道任务,火箭需将探测器加速至超过每秒11.2千米的第二宇宙速度,使其脱离地球引力束缚。这一速度对火箭的动力系统、能量输出和结构设计提出了更高要求。经过综合评估运载能力、履约能力和可靠性等因素,长三乙火箭凭借5.55吨的地球同步转移轨道运力,成为托举天问二号的“最佳搭档”。

任务的另一难点在于“毫米级”的入轨精度控制。目标小行星体积小、引力弱,若火箭分离时速度偏差超过每秒1米,探测器与目标距离误差将扩大至百万公里级。为实现“太空精准投送”,研制团队采用“迭代制导+末速修正”技术组合——实时计算最优轨迹,分离前动态调整速度和姿态,确保探测器以“分毫不差”的状态入轨。正如火箭院张亦朴所言,这如同从上海投掷篮球命中北京篮筐,且要精准控制入筐角度与速度,容不得半分偏差。

发射窗口条件同样严苛。任务窗口期仅连续3天,每天仅有4分钟发射窗口。为提升可靠性,型号团队打破常规,将3套每日飞行程序简化为1套通用程序,通过精密计算覆盖全窗口时段,减少程序切换风险,提升任务适应性,为准时发射提供坚实保障。

长三乙火箭此次任务的成功,是其“金牌品质”的又一次印证。2020年“双提升”工程后,不仅在运力上进一步优化,更在全流程上实施严格质量管控。此次任务加严验收、增加测试项目,以“万无一失”的标准筑牢成功根基。

星空浩瀚,探索无垠。随着天问二号探测器踏上探测小行星的征程,中国航天正稳健迈向宇宙深处。未来,我国运载火箭将继续以技术创新为动力,支撑更多深空探测任务,推动人类对宇宙的认知不断迈向新高度。

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