天问二号：跨越数十亿千米！小行星采样彗星会合，究竟有多难？

2022年5月24日，一张关于中国航天未来的“天问二号”计划图开始在网上推特上流传，笔者看了其波澜壮阔的小行星采样返回的计划，和当年日本的隼鸟号以及NASA的奥利西斯探测器可以一拼，那么究竟谁的更难一些呢？

天问二号：到底要去探测什么，究竟有多难

可能有很多朋友认为天问一号执行了绕落巡任务，天问二号将会火星采样返回！然而错了，二号的任务小行星采样返回，因为天问系列是我国宏伟的中国行星探测工程（Planetary Exploration of China，缩写：PEC）的一部分，目前已经规划了三个探测器：

• 天问一号：火星探测绕落巡三步任务（执行中）；

• 天问二号：小行星采样返回，彗星会合任务（2025年）；

• 天问三号：木星轨道任务，行星际穿越（待定，坊间流传是2030年后）；

目前规划了这几个任务，我国的深空探测任务正在展开，估计到了2050年，可以规划来个CSNA 50年，汇总下探测成果，不过下文还是赶紧来介绍下天问二号任务。

天问二号：小行星采样返回，彗星会合任务

目前公布的探测目标有两个，2016HO3小行星采样，311P彗星回合，两个任务，下文一一来介绍！

2016HO3的轨道示意图

2016HO3是一颗近地的阿波罗类型小行星，2016年4月27日，哈雷阿卡拉天文台的Pan-STARRS（反省望远镜）发现了它，并且被命名为了“Kamo'oalewa”，意思是则是一个摆动的天体，因为这个天体比较特殊：

• 直径：40~100米；

• 远日点：1.1042 AU，近日点：0.8980 AU，半长轴：1.0011AU；

• 轨道周期：365.9 天

• 倾角为：7.7889°

各位可能发现了，它的轨道似乎穿越了地球轨道，但其公转一周的时间几乎和地球一样，但事实上它在绕行太阳公转的过程中一直未曾远离，一会在地球轨道外侧，一会则地球轨道内存，看起来就是在绕行地球公转，如下图：

因此科学家称其为地球的准卫星，而这颗准卫星也呆这条轨道上差不多有300年了，不过其距离地球最近的时候也有1240万千米，时间是1923年12月27日，原因也很简单，它并没有落入地球的希尔球，并非地球真正的卫星。

关于2016HO3的性质还无法确认，有目前猜测的是可能是月球形成的残余物，而大小则在40~100米之间，未来天问二号将去看个明白。

靠近这颗天体，由于其与黄道面存在比较大的倾角，因此就轨道设计而言，还是存在一些难度，而由于这颗小行星体积非常小，靠近取样反而更难，因此从2016HO3采样返回难度还是非常高的。

311P彗星回合任务

天问二号在对小行星2016HO3采样返回后将会与311P彗星会合，这里必须要解释下，小行星采样返回有一个轨道器和返回舱，两者在靠近地球后返回舱分离，以接近第二宇宙速度返回地面，目测可能会采用水漂弹道返回，全程将持续2年半以上，接近三年！

轨道器在靠近地球时期速度仍然接近第二宇宙速度，分离基本不影响它的速度，因此它仍然可以逃离地球的引力，然后它的目标是飞向311P彗星，这是一颗2013年8月27日泛星望远镜发现的彗星：

• 直径约为：480米；

• 远日点：2.4411AU；

• 近日点：1.9362AU；

• 与黄道面倾角：4.9685°，

• 轨道周期（恒星年）3.24年（1182.575 天）；

这颗彗星的距离相对就比较远了，天问一号的“轨道器”必须加速追上它，然后共轨飞行，对其喷发出来的物质进行分析。

311P彗星的奇怪之处在于它的尾巴有6个，而且它还可能拥有一颗直径为200米的卫星，这可是为数不多的拥有卫星的彗星，因此探测这个天体将会非常有意思。

和日本的隼鸟号和NASA的奥利西斯号相比，哪家技术更强？

日本的隼鸟号有两次任务，隼鸟号和隼鸟二号，前者于2003年5月9日发射，2005年9月12日抵达小行星25143（丝川小行星），原计划于2007年6月返回地球，结果因为探测器燃料泄漏，到2010年6月13日22时51分才返回地球（日本时间）。

丝川小行星是1998年在丽倪耳计划中被发现的，其近日点为0.953 AU，远日点为1.695 AU，大小规格为535 × 294 × 209 m，倾角为1.622°，也是穿越地球轨道的阿波罗天体，对地球威胁比较大。

隼鸟号在太阳系轨道上晃荡了七年，穿越了六十亿千米的路程，是人类第一次对地球有威胁性的小行星进行物质搜集的研究，也是第一个把小行星物质带回地球的探测器。不过要说明一下的是，只带回了大约1000多粒肉眼都看不到的小行星灰尘。

隼鸟二号任务

这次任务的目的地是龙宫小行星，于2014年12月3日发射，2018年到达并采集样本后，于2020年返航，2020年12月6日凌晨，样本容器成功分离并降落在澳大利亚南澳洲北部的沙漠。

龙宫小行星（162173 Ryugu）远日点1.415 AU，近日点0.963 AU，直径约980米，倾角为5.88 度的阿波罗小行星。

与隼鸟号任务相比，隼鸟二号带回的样本明显多，带回了5.4克小行星样本，高于预期目标，任务获得圆满成功，

NASA奥利西斯探测器

这个探测器的名称是OSIRIS-REx，它探测的目标是101955 Bennu小行星，这是一颗碳质近地小行星，目标是获得60克样本，于2016年9月8日发射，并于2018年12月3日与Bennu会合，目前已经采样成功，NASA预计获得了1千克样本。

Bennu小行星远日点1.3559AU，近日点0.89689AU，尺寸约565 米× 535 米× 508米，倾角为6.0349°的阿波罗型小行星。探测器预计将于2023年9月24日返回地球，

小行星采样返回：到底哪家技术更强？

准确地说，这个有点难以比较，主要是我国的探测器尚未成行，假如按探测目标以及后续任务上来考虑，哪个更容易呢？

• 1、天问二号：“绕地准卫星”，小行星探测器距离地球最远在4300万千米内；

• 2、隼鸟二号：“龙宫”小行星，最远距离为4亿千米，与火星距离差不多；

• 3、OSIRIS-REx：“Bennu”小行星，最远距离为3.9亿千米；

从距离来看，隼鸟二号明显要更难一些，从采样量来看，OSIRIS-REx难度更大一些，而从访问目标的轨道倾角来看，天问二号更难，与黄道面轨道倾角越大，需要变轨靠近的难度也越大。

另外就采样而言，天问二号访问的2016HO3的直径就100米不到，因此难度会比两者更高一些，另外就距离而言，天问二号访问地球准卫星，相对比两者难度会略低，至少从测控技术角度而言，难度会略低，不过我国已经是执行过火星登陆探测器测控的国家，数亿千米都经历过了，区区千万级别还是小菜一碟。

还有一个值得一提的是，隼鸟二号以及NASA的OSIRIS-REx以及天问二号的轨道器和返回舱分离后都计划访问一颗彗星，看来大家都不想让这个“轨道器”浪费。

罗塞塔号拍摄的丘留莫夫－格拉西缅科彗星

中国未来将成为第三个小行星采样返回的国家，之前欧空局的菲莱探测器登陆了67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星，可惜登陆后就失去了联系，不过其也没有采样返回的计划。