天问二号主要使命方向是天问探测对小行星2016HO3进行探测、取样并返回地球，号叩此后再对主带彗星311P开展科学探测。响中行星这是天问探测我国第一次实行小行星采样返回使命，迈出了深空探测的号叩新一步
天问二号使命技术难度大，工程风险高，响中行星xm外汇平台杠杆比例设计使命周期10年左右，天问探测后续环节的号叩不确定因素对于这场漫长征程来说是一场连续考验
文 |《瞭望》资讯周刊记者 贾雯静
5月29日1时31分，辉光照亮夜空。响中行星由中国航天技术集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的天问探测长征三号乙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。号叩
火箭飞行约18分钟后，响中行星将中国航天技术集团所属中国空间技术研究院抓总研制的天问探测天问二号探测器送入地球至小行星2016HO3转移轨道。此后，号叩探测器太阳翼正常展开，响中行星发射使命取得圆满成功，标志着我国天问二号探测使命顺利启程，为后续深空探索跑好关键“第一棒”。
自2020年中国航天日开展“天问”系列以来，这一以屈原诗句命名的行星探测工程，赓续中华文明对宇宙奥秘的追问。目前，天问一号探测器已获取珍贵火星初步科学数据。
如今，天问二号再次踏上星际探测征程，主要使命方向是对小行星2016HO3进行探测、取样并返回地球，此后再对主带彗星311P开展科学探测。
政府航天局局长单忠德表示，政府航天局牵头实行天问二号使命，促进星际探测征程接续前进，XM外汇平台受哪里监管迈出了深空探测的新一步。使命实行周期长，风险难度大，工程全线攻坚克难，协同攻关，确保了发射使命圆满成功。
发射阶段面临三重挑战
天问二号使命的首道难关在于发射环节。
为顺利完成发射，本次行星探测使命选用的运载软件为长征三号甲系列运载火箭三兄弟中“力气最大”的长三乙火箭，该火箭于1993年获批立项，自1996年首飞成功至今，承担了多个政府重大工程使命，曾落实过嫦娥三号、嫦娥四号等探月工程使命，此前已完成108次发射，是我国宇航发射次数最多的单一型号火箭。
中国航天技术集团魏远明表示，虽然已经落实了百余次发射使命，但此次使命是长三乙火箭第一次落实地球逃逸轨道发射，面临新现状新挑战。
挑战一：速度要求更快。
魏远明介绍，以往发射地球轨道规模内的载荷时，火箭分离速度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附近环绕地球做匀速圆周运动所需的最小速度。
此次使命发射方向并非绕地球旋转的卫星，航天器必须完全脱离地球引力运维进入逃逸轨道，火箭分离时速度须达到第二宇宙速度，最低要求为每秒11.2千米。
“这对火箭的XM外汇平台资金安全运载水平、履约水平等都倡导了更高要求。”魏远明说。
挑战二：精度要求更高。
“小行星体积小、质量小、引力弱，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说，此次火箭入轨速度达到每秒11.2千米的并且，速度偏差不能超过1米，才能将天问二号精准送入轨道，否则可能会造成百万公里的级差。
难点三：发射界面更窄。
小行星2016HO3运行轨道较为特殊，一方面既像其他小行星一样环绕太阳运行，且公转周期与地球相近；另一方面，其轨道又围绕地球运行。
这种特殊运行轨迹使它与地球的相对位置和运动情形较为复杂，只有在特定时间段内，地球、探测器和小行星才能处于相对合适的位置关系，从而确保探测器能够以更快的速度抵近小行星并实现有效探测。
经过学者团队测算，此次发射使命的界面期仅为5月29日到31日连续3天，每天只有4分钟。加之方向小行星与地球的相对位置处于变动之中，只有零界面发射最节省燃料，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”
早在2018年，天问二号的发射使命就“花落”长三乙火箭。为确保其可靠、精准、准时跑好天问二号使命“第一棒”，工程全线攻坚克难，协同攻关，确保火箭发射“万无一失”。
提高运载水平方面，针对长征三号甲系列运载火箭，型号团队于2020年实行运载水平与可靠性“双提高”工程，完成了多条技术情形变动的验证工作，证实了箭体架构、增压输送、总装总测三大平台数十个核心留意项目，并对总装全流程情形从严要求，针对性梳理了装配风险点并予以排除，确保产品顺利完成总装测试。该工程后，长三乙火箭地球同步转移轨道运载水平提高至5.55吨，与天问二号探测器质量要求更贴合。
确保精确入轨方面，研制团队在采用迭代制导技术的根本上，还运用了末速修正技术，在分离前实时变更火箭的速度、姿态等，确保满足入轨精度要求。
不仅如此，研制人员经过多轮协调，将连续3个发射日每天一套发射轨道程序简化为3天共用一套程序，大大精简了发射流程，提高火箭可靠性和使命适应性。
火箭测控平台方面，西昌卫星发射中心马忠权介绍，为满足零界面发射需求，团队对测控终端精度不断进行调校，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、燃料利用现状、温度等指标，了解火箭整体飞行情形。
本次测控平台还进行了全自动跟踪改造，借助AI算法让测控平台自动进行跟踪捕获，减轻流程手压力，提高跟踪性能和应急现状应对水平。
火箭整体设计方面，马忠权说：“多年来火箭外形延续经典，实际上，其内部的电气、动力、火工等平台和装置已历经三年的迭代替换。”与此并且，型号团队对箭上关键产品优中选优、加严验收、提升测试项目，严格运维火箭技术情形变动。
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，为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“去使命化”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，提高生产效率，缩短履约周期。
再如施行批量生产运维模式，通过平台综合试验、火箭总装和出厂测试并行开展，实行滚动出厂发射，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发火箭的水平水平，更好应对使命需求。
后续探测、采样阶段仍存不确定性
发射使命圆满成功仅仅是“第一步”。“天问二号使命技术难度大，工程风险高，设计使命周期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连续考验。”多位受访学者提到。
天问二号使命共涵盖发射段、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、再入回收段、主带彗星转移段、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。
在探测阶段，使命难点主要体现在时间周期长，资源需求量大。中国航天技术集团曾福明说，小行星2016HO3距离地球1800万至4600万公里，主带彗星311P距离地球1.5亿至5亿公里，距离地球远，通信存在较长推迟。这对资源运维、智慧运维以及产品的寿命、可靠性等方面都倡导了较高要求。
为应对此挑战，曾福明说：“本次使命创新性采用大面积圆形柔性太阳翼设计，实现资源供给与轻量化的效果。”
并且，探测器共配置11台科学终端，将助力探测器在飞行流程中对小行星和主带彗星进行光谱测量、光学成像、空间生态探测等，获取科学数据，为后续采样环节奠定根本。
在采样阶段，难点一方面体现在方向天体的未知特性。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，表面物理情形，如物质组成等关键数据认知不足。这种不确定性对探测器自主化程度、多类别采样水平要求更高，以应对潜在的样本获取风险。
另一方面，还需要突破弱引力条件下的附着与采样难题。据了解，小行星2016HO3质量较小，几乎处于零重力生态，坚硬表面易造成探测器反弹，松散表面又难以防止探测器下陷，加之其处于高速自转情形，探测器的运维必须足够精确。因此，于有限时间内完成采样使命并将样品装进容器难度较大。“针对此，我们在前期已经进行了多次地面验证，但仍然可能面临未知现状。”中国航天技术集团陈春亮说。
在考验中积累宝贵经验和科学财富
曾福明表示，天问二号使命面临多重考验，是我国深空探索不断深入的关键实践，从中可以积累宝贵经验，不断对关键技术进行验证和创新。
这也是此次使命的工程方向之一——突破弱引力天体表面取样、高精度相对自主导航与运维、小推力转移轨道设计等一系列关键技术。锚定这一工程方向，天问二号使命在技术创新和科学产出上具有显著特点。
一方面创新小天体采样方法，除触碰采样方法外，天问二号使命还将根据探测具体现状实行悬停采样以及附着采样。
另一方面促进智慧化航天器推动，针对方向天体特性未知等难题，探测器将采用“边飞边探边决策”的方针，获取方向天体特性数据后，在地面方针指导下基本自主开展方向天体的精准捕获、渐渐接近、科学探测和样品采集。
锁定工程方向的并且，科学方向亦是此次使命的核心关键。天问二号使命工程副总师、中国科学院政府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流程，基本保持原有情形，对地球和太阳系的研究均具有关键意义。
而方向小行星2016HO3是在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，科学家对其起源也众说纷纭，加上对其形状、构成等现状了解甚少，具有很大的研究价值。
“主带彗星311P同样特殊，又称活跃小行星，其轨道位于主带小行星上，并且具备彗星喷发的特征，也承载着关键的科学探索意义。”天问二号使命地面软件平台总师、中国科学院政府天文台研究员苏彦说。
因此，天问二号探测使命的科学方向聚焦于测定小行星和主带彗星的多项物理参数。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、内部架构以及可能的喷发物等研究；三是开展样品的实验室解读研究，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。
深空探测道阻且长，航天事业推动任重道远，单忠德表示，期待天问二号按计划完成各项探测使命，取得更多首发科学成果，揭开更多宇宙奥秘，增进人类认知。
