叶培建院士：中国小天体探测进入工程研制阶段，拟采样返回

“小天体探测任务是行星探测重大工程的标志性项目，也是中国航天强国建设征程的标志性任务。”对于我国实施小天体探测任务的意义，中国科学院院士叶培建如是评价道。

在4月24日举行的2021年中国航天大会主论坛上，叶培建透露，中国小天体探测任务已经进入工程研制阶段，计划探测地球共轨天体2016HO3和小行星311P。

当天，叶培建发表了题为《我国小天体探测任务的设想》的报告，从任务意义、国际发展态势、小天体探测器方案概述、任务特点与难点等四个方面介绍我国小天体探测任务。他指出，小天体探测任务是中国航天强国建设征程的标志性任务。

叶培建院士介绍小天体探测相关情况。王磊 摄

为何实施小天体探测？

在深空探测领域，目前除了月球探测热和火星探测热，小天体探测也逐渐成为深空探测的热点，越来越受到航天大国或航天强国的重视。

叶培建介绍说，上世纪90年代前，世界各国对小天体的探测均为飞越探测。此后，全球共实施9次小天体探测任务，其中美国6次、欧空局1次、日本2次；小行星6次，彗星3次。

美国“欧西里斯”探测器计划今年5月踏上返回地球的旅程。该探测器于2016年9月9日发射，2018年12月到达小行星“贝努”。近距探测1年后，“欧西里斯”探测器开展了一次“触碰采样”，确认采集到样品，计划2023年9月抵达地球。

去年12月6日，“隼鸟2号”返回舱降落在澳大利亚南部沙漠地带，获取“龙宫”小行星样品5.4克，引发外界的热烈讨论。据悉，日本“隼鸟2号”探测器于2014年12月3日发射，经过1年半近距探测后，实施了两次“触碰打弹采样”。　

日本在小天体探测领域已经取得不少成果，在“隼鸟2号”之前，日本还曾在2003年发射了“隼鸟1号”探测器。通过长时间的追踪与观察，“隼鸟1号”获取了大量关于“丝川”小行星的数据，包括它的岩石密度、表面地形、形状、颜色、主要构成成分和历史等。

“实施小天体探测，对全人类都具有重大意义。”叶培建指出，“宇宙中的小行星非常多，仅太阳系中就有上百万颗。对小行星进行探测，可以更好了解宇宙的演化、太阳系的形成和生命的形成，从而得到更多科学结论。”在“开辟新疆域、揭示生命起源、推动技术进步、开发天然资源、保护地球安全方面意义重大，影响深远。”

小天体探测还蕴含很大的经济价值。叶培建表示：“同时，小天体具有丰富的资源，有的小行星可能是某种矿物类，有的小行星是水，人类或许能从小行星上获得地球缺乏的资源。”

此外，实施小天体探测还可以提高人类的安全。据了解，地球在演化过程中，曾多次被小行星撞击，每次都带来灾难。在叶培建看来，小行星探测技术成熟后，我国就有能力在小行星飞临地球时，对其加以控制。

在24日上午，中国航天日开幕式上，国家航天局局长张克俭也提到了小行星防御，张克俭在致辞时表示：“站在新的历史起点，中国航天将论证实施探月工程四期、行星探测工程、建设国际月球科研站和近地小行星防御系统，拉开新时代探索九天的新序章。”

2019年6月，“近地小天体调查、防御与开发问题”入选第二十一届中国科协年会20个重大科学问题和工程技术难题。

目前，科学家已经提出了多种防御小行星的手段，包括核爆摧毁、动能摧毁、引力拖曳、火箭驱动等多种手段，但这些手段都处于探索阶段，还未进行试验。

叶培建院士介绍小天体探测相关情况。王磊 摄

实施小天体探测对我国有何意义？

2019年4月，国家航天局发布的《小行星探测任务有效载荷和搭载项目机遇公告》确定，中国小行星探测任务要通过一次发射，实现一颗近地小行星取样返回和一颗主带彗星绕飞探测，达到探测领域和核心技术的全面性突破，使我国小天体探测达到国际同期先进水平。

叶培建介绍，我国小天体探测任务已经进入工程研制阶段。我国小天体探测器方案的探测目标，是一颗地球共轨天体2016HO3以及小行星带中的主带彗星311P。

中国小天体探测任务有何难点和创新点？叶培建指出，中国小天体探测任务希望通过一次发射实现两类探测目标和近距、附着、采样等三种探测模式。

“小天体探测是国际深空探测的新热点，科学成果丰硕，任务周期长、技术挑战大。”叶培建称，中国小天体探测器方案的任务目标是通过一次任务，实现对近地小行星探测与取样返回和主带彗星绕飞探测，实现探测领域和核心技术的全面性突破，使中国小天体探测达到国际同期先进水平。

叶培建介绍，中国小天体探测任务拟探测地球共轨天体2016HO3和小行星311P。2016HO3是一颗地球共轨天体，发射和返回窗口灵活；适于取样返回、分析天体来源。311P是小行星带中的主带彗星(活跃小行星)，研究热点为主带彗星形成和演化、气体活动机制。

围绕2016HO3，我国将测定轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数，研究其轨道起源与动力学演化。同时探测形貌、表面物质组份、内部结果，获取小行星样品背景信息，以及对返回样品开展实验室分析研究。

围绕311P，我国将测定主带彗星的轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数，研究主带彗星的轨道起源及其动力学演化。同时探测主带彗星形貌、表面物质组份、内部结构、空间环境等信息，获取太阳系早期演化信息。

中国小天体探测任务需要攻克多项关键技术。该探测任务的工程目标是突破弱引力天体表面采样、高精度和高自主相对自主导航与控制、小推力转移轨道、轻小型超高速再入返回、多模式长寿命电推进等关键技术，

实施小天体探测任务有助推动我国深空探测整体能力提升。“实现近地小行星近距探测、采样返回和主带彗星近距探测，为小行星起源及演化等前沿科学研究提供探测数据和真实样品，推动中国空间科学与空间技术协调发展。”叶培建指出。