日本小行星探测器隼鸟二号分别于去年2月22日、7月11日连续两次成功登陆编号为162173的龙宫小行星，看着探测器在距离地球约2.4亿公里处登陆地外天体扬起的砂石，人们不禁感叹真是不能小看了日本航天，更有甚者认为日本航天实力甚至比大洋彼岸还要强大，以至于出现下面这种迎合大众情绪的标题：

语不惊人死不休

这种听风就是雨的思维实在是没什么营养，真相是，对于有实力的玩家究竟要不要做这件事完全取决于“需求”。

大洋彼岸历史上不仅率先实施了阿波罗载人登月工程，其新视野号探测器更是在距离地球六十多亿公里处精准飞越了天涯海角小行星，要知道那里是太阳系的边际空间，背后的深空测控实力是日本能比的吗？

六十多亿公里外的天涯海角小行星

已经和正在发生的事实都将无情地批判上面那两个语不惊人死不休的标题，本月NASA所属奥西里斯-REx探测器对编号为101955的贝努小行星实施了采样任务。

奥西里斯-REx探测器

贝努小行星与日本隼鸟二号登陆的龙宫小行星一样都属于近地小行星，其远日点与近日点数据大同小异，奥西里斯-REx探测器发射质量1.529吨，大约相当于隼鸟二号的两倍，配置有镭射测高仪、可见光与红外线分光仪、热辐射光谱仪、风化层X射线成像光谱仪、三台取样相机，以及最核心的取样系统。

贝努小行星

奥西里斯-REx探测器最核心的任务就是取样返回，诸多载荷也都是服务这一任务，含金量最高的科研项目也是通过研究小行星样本得以实现。该探测器取样系统与隼鸟二号如出一辙，都属于“一触即走”原理的采样系统，类似于出租车的即停即走模式，由一个3.35米长机械臂与采样探头组成。

NASA奥西里斯探测器一触即走采样

当探测器接近小行星表面时伸出机械臂，建立着陆姿态，机械臂末端是一个圆柱体采样探头，接触小行星表面后释放高压氮气搅动重灰石，探头内部扬起的重灰石将飞入采样容器内。

完成这一任务的时间极为短暂，探测器接触小行星表面仅数秒钟后就会飞离，因此样本采集种类、重量都将受到极大限制，例如隼鸟号返回地球后科研人员仅从返回舱容器中提取到只能用显微镜观察到的物质微粒，距离预期采集1克重量样本目标相差甚远。

隼鸟号样本需用显微镜方能看到

即便有前车之鉴NASA还是选择了墨守成规的一触即走模式，结果刚刚完成采集任务，样本容器就出现了封口盖被卡问题，导致大量采样物质泄漏，为此项目团队不得不放弃称重环节，在采样物质泄漏长达八天之后才将样本装入返回舱样品容器中，在此期间究竟泄漏了多少样本也只有等到两年后返回舱返回地球后才能揭晓答案，不过即便如此其采集到的样本重量也远在日本隼鸟系列探测器之上。

NASA奥西里斯-REx采样物质泄漏

在大洋彼岸与日本接连实施小行星采样返回任务背景下，很多人不禁发问中国有没有小行星探测的实力与计划呢？

答案是，我们不仅有实力，而且小行星采样工程的规模远在日本与大洋彼岸之上，此前也有一些人认为中国小行星探测只是为了解决一个有无问题，而实际上这又是一个前无古人的技术奇袭。

先来看看我们有哪些实力：

1992年9月21日载人航天工程正式上马，自此之后空间科学探测进入快车道，截至当下我们已经连续发射5艘神舟无人飞船、6艘神舟载人飞船、两座天宫空间实验室、1艘天舟货运飞船，完成了14人次航天员的天地往返任务。

从天宫二号看神舟十一号载人飞船

掌握了载人航天、多人多天、航天员出舱行走、空间交会对接、航天员中期驻留、在轨燃料补加等一系列核心技术。

目前载人航天工程已经全线转向天宫空间站，明年天和号核心舱将乘坐长征五号B遥二火箭升空，正式拉开在轨建站序幕，而这将是一座具有世界领先水平比肩国际空间站的国家级太空实验室。

天宫空间站天和号核心舱

2004年我们又上马了与载人航天工程并行实施的嫦娥探月工程，连续发射了嫦娥一号、二号、三号、五号T1试验器、四号共5艘月球任务探测器，攻克了绕月探测、深空测控、月面软着陆、月面巡视等一系列核心技术，再有不到一个月时间代表人类最顶尖登月技术的嫦娥五号将搭乘长征五号遥五运载火箭升空，它将执行人类21世纪第一次月面采样返回任务。

登陆月球背面的嫦娥四号着陆器

今年上半年长征五号B遥一运载火箭的成功发射则标志着载人航天与嫦娥探月两大工程即将合流，由该枚火箭发射的新一代载人飞船试验船成功验证了第二宇宙速度再入大气的热流烧蚀技术，这款飞船接下来将用于载人登月工程。

通过梳理可知，中国航天从来不打无准备之仗，而是有计划有目标的推进航天事业系统化发展，也从来不会为了争一时之长短而去刷新一些所谓的纪录。

新一代载人飞船将用于载人登月任务

与之对比日本与印度航天则是始乱终弃的典型代表，原本他们也都有月球探测的既定规划，然而日本在发射月亮女神绕月卫星之后就偃旗息鼓，印度航天则因为无法攻克月面软着陆技术，半道转向在NASA深空测控网支持下的火星环绕探测，去年月船-2号登陆月面失败再一次诠释了什么叫做“根基不牢，地动山摇”。

粉碎于月面的印度月船-2号探测器

有人说，人家日本探测小行星、印度探测火星是将有限实力投入到创新领域，你不要吃不着葡萄说葡萄酸，然而航天终归比拼的就是综合实力。

今年7月23日长征五号遥四运载火箭成功发射的天问一号探测器生动诠释了什么叫做技术奇袭，在缺席火星探测长达半个世纪后中国航天没有选择小打小闹的火星环绕探测，而是要一步实现绕、落、巡火星探测。

发射天问一号的长征五号遥四运载火箭

一次发射即可追平大洋彼岸近半世纪探火技术水平，也正因为身兼数职使得天问一号探测器的发射质量达到了5吨，一举刷新了人类向火星发射飞船的重量纪录。

数天前该飞船顺利完成了第三次轨道中途修正任务，在此之前还实施了两次轨道中途修正与一次深空机动，与此同时也验证标定了8台25N姿控发动机与1台3000N轨控发动机的在轨性能，目前探测器一切正常，预计将于明年4月实施火星登陆任务。

天问一号

既然有天问一号，那么就必然有后续的天问系列飞船，这还得从天问名称定名说起，该名称缘于两千多年前诗人屈原的长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境，天问一号火星探测任务从属于天问系列太阳系行星探测工程，此后除月球以外的所有太阳系探测任务都将以天问冠名，揽星九天是整个天问系列工程的图形标识。

行星探测任务命名与图形标识

近日，国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰正式对外披露，我国将于2024年前后实施小行星探测任务。按照任务先后顺序该探测器大概率将被命名为“天问二号”，去年4月19日，国家航天局正式对外发布“小行星探测任务有效载荷和搭载项目机遇公告”，在满足主体探测任务之外飞船预留了200公斤搭载能力向社会开放，这意味着小行星探测任务已经是箭在弦上。

事实上早在上个世纪末的1999年小行星探测项目就在863计划支持下开展了预先研究工作，要知道那时我们不仅没有实现载人航天，就连月球环绕探测都还没实现，由此可见中国航天人的雄心壮志。

早期三星探测方案

早期我国小行星探测计划是在一次发射任务中分别对三颗小行星进行飞越、伴飞、附着探测，这一任务想定直到2016年都没有变化，三星探测虽然可连续探测多颗小行星，但却没有采样返回任务安排，工程技术并没有质的突破。

电视剧《士兵突击》里的一句台词“人不能过得太舒服，太舒服就会出问题。”很有哲理，这句话对中国航天同样受用，有时候不把自己逼一逼就不知道自己究竟有多大潜力。

佳木斯深空测控站

随着嫦娥三号月面登陆任务的完美实施，加上遍布全球的深空测控网建成投入使用，我国航天器在轨规模也已经位列世界第二，不论是技术实力，还是深空探测经验都已经跃上了一个全新台阶。

基于上述情况我国小行星探测任务到2017年时就出现了重大反转，三星探测方案被摒弃，我们选择了一个更具挑战性为期十年的太空流浪之旅。

天问二号目前已知的探测任务如下：

天问二号小行星探测器将在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射，这一火箭选型说明火箭从来不是我国航天实施深空探测任务的装备障碍，归根结底是深空测控网是否就位，诸如日本、印度此类依附他国深空测控网的探测项目终究无法自主掌控。

长征三号乙运载火箭

天问二号与火箭分离后将朝向2016HO3小行星飞去，整个转移飞行过程为期1年。2016HO3小行星远日点约1.11AU，近日点约0.9AU，这是一颗即围绕太阳公转也围绕地球运转的地球准卫星，小行星大小仅有40至100米，这也只是尚未确定的推测数据，实际上可能是10米级，比以往任何一次环绕探测的小行星都要小得多，这是一个全新纪录。

日本隼鸟一号环绕对象25143小行星是500米级，隼鸟二号环绕对象162173小行星是980米级，NASA奥西里斯-REx探测对象101955小行星是240米左右。

980米级龙宫小行星

天问二号的探测对象2016H03小行星10至100米量级意味着该天体的引力将极为微弱，不夸张地说哪怕打个喷嚏的作用力都可能飞离小行星，意味着此次环绕探测难度将是创纪录的。

正如前文所说我们从来不打无准备之仗，弱引力天体的环绕运行在载人航天工程中早已有验证，神舟七号、神舟十一号两次载人飞行任务中飞船轨道舱顶端都携带有伴飞小卫星，两颗伴飞小卫星先后都实现了对神舟飞船、神舟天宫组合体的绕飞探测。

伴飞小卫星拍摄神舟天宫组合体

虽然小行星仅有10米至100米量级但其重量仍远大于人造航天器，两次伴飞小卫星任务的成功实施在服务载人航天工程的同时也为微弱引力天体的环绕探测奠定了技术基础。

对微弱引力天体的环绕运行实际上并非基于环绕目标的引力进行，比如环绕天宫神舟组合体运行的伴飞小卫星是基于地球引力并辅以特殊的轨道设计，进而实现绕飞。

同理，2016HO3小行星在环绕太阳公转的同时也环绕地球运转，这就为绕飞探测创造了轨道条件，当然这条轨道的设计与控制难度要远高于此前实施的两次小卫星伴飞任务。

2016HO3小行星轨道示意图

环绕微弱引力天体只是天问二号一系列壮举中的小试牛刀，经过为期一年转移飞行抵达2016HO3小行星后它将对其进行为期一年的环绕探测，完成环绕探测任务后天问二号将择机登陆小行星，此前日本或者NASA的“一触即走”蜻蜓点水式的附着算不上真正的登陆。

动力反推不再适用于小行星登陆任务

天问二号将在一系列传感器支持下建立登陆弹道，由于2016HO3小行星引力极为微弱，类似嫦娥三号四号的反推动力缓冲着陆并不适应小行星着陆任务，因为登陆小行星缓冲作用力将使飞船反弹回宇宙。

因此天问二号有望继承“早期三星探测方案中的登陆技术”，在接近小行星表面时探测器首先释放锚定装置，尔后启动轨控发动机进行登陆，同时这台发动机也需要具有一定的变推力功能，最终天问二号将在四条着陆支撑腿作用下完成小行星登陆任务。

真正意义的小行星登陆技术方案

登陆小行星后探测器可以进行更加精细的原位探测，欧空局的罗塞塔探测器曾经实施过彗星登陆任务，但它并不具备取样返回能力。

中科院紫金山天文台与空间技术研究院合作研制了一种极具创新色彩的小行星采样机构，这是一种类似嫦娥五号的钻机机构，用以钻取小行星内部样本，比日本、NASA搞的蜻蜓点水式采样高出几个段位，所获取的样本质量将成倍提高。

国产全球第一台小行星原位探测采样装置

钻取机构将对不同深度层的样本物质依托一种转轮装置进行分类封装，与此同时还将对样本进行加热，并通过分析仪获取样本的基础科研数据，上述所有动作都是自动完成。

分类封装

完成样本钻取后天问二号将于2026年飞离2016HO3小行星进入返回地球的转移轨道，探测器接近地球后将一分为二。

携带小行星样本的返回舱在服务舱支持下建立再入姿态，分离后返回舱将以近第二宇宙速度再入返回地球，谈到这里又不得不提到中国航天此前突破的多项核心技术将服务这一操作。

嫦娥五号T1两器分离

首先是两器分离高度，嫦娥五号T1探测器分离时距离地球约五千公里，而日本隼鸟二号则是设计在距离地球40万公里处分离，分离距离越远返回舱着陆精度越差，那么为什么隼鸟二号要在那么高的高度分离呢？因为它怕烧。

两器分离后服务舱将与返回舱保持接近一致的再入返回弹道，如果不采取轨道控制措施轨道器将再入大气层烧毁而不具备继续运行能力，分离高度越高服务舱轨道控制就越容易。

嫦娥5T1分离返回舱后服务舱同步机动

嫦娥五号T1就完全不同，它之所以能以更低的高度分离返回舱是因为服务舱有更强的轨道控制能力所以不怕烧，天问二号如果选择化学推进与电推结合的复合推进方式也将继承这一轨道控制能力。

在释放返回舱后服务舱经过轨道抬升后在距离地球600多公里处实现近旁转向，尔后进入远地点54万公里的地月转移轨道，从近地轨道再次回到绕月运行轨道，时隔6年嫦娥五号T1服务舱目前仍在环月轨道上运行，而更低的分离高度又确保了嫦娥五号T1返回舱极为精确的落点精度。

高速半弹道跳跃式再入返回轨道

我国航天通过嫦娥五号T1探测器、新一代载人飞船两次任务完美验证了高速半弹道跳跃式再入返回技术，为了抵御接近3000摄氏度的大气热流烧蚀，返回舱一次再入大气层后在接近地面约60公里处将基于返回舱大底前端的弓形激波反弹回宇宙，紧接着就是二次再入大气层，此时返回舱承受的热流烧蚀水平将与神舟飞船返回舱无异。

嫦娥5T1返回舱

除此之外，为了攻克第二宇宙速度再入热流烧蚀，我国接连攻克包括轻质碳基微烧蚀材料在内的多款多代防热材料，使得我国在这一核心技术领域处于世界领跑地位，这一优势能力必然也会应用于小行星探测任务中。

决定返回舱落点精度的关键还有返回舱开伞精度，基于“全数字全系数自适应预测校正制导”技术，嫦娥五号T1返回舱就曾创造世界返回舱开伞点精度纪录，此后新一代载人飞船试验船又再一次验证了这一技术。

国产减速伞轻量化设计制备能力世界领先

与此同时嫦娥五号T1减速伞与返回舱质量比值也做到了全球第一，这一指标意味着返回舱将有更多的空间搭载样本，在先进的制导技术+先进的减速伞设计加持下天问二号返回舱将再次刷新人类地外天地采样返回纪录。

那么，到了这里天问二号的使命就终结了吗？不，这仍然只是一个开始。

天问二号分离返回舱后仍在轨运行的服务舱将借助地球重力进行加速，尔后进入地火转移轨道，在经过约一年飞行后它将飞越火星，基于火星引力弹弓效应再次加速，这一次它的目标是主带彗星133P，这将是人类探测器首次造访主带彗星，并对其进行环绕探测。

天问二号将先后借助地球火星重力加速

主带彗星位于火星与木星轨道间的小行星带，距离地球非常遥远地基观测系统无法对其进行精细探测，人类对其了解非常少，部署航天器进行环绕探测将获取丰富的一手原创信息，科研价值极大，天问二号由火星向主带彗星转移飞行时间将长达5年，抵达133P主带彗星后天问二号还将有余力对其进行为期一年的环绕探测。

小行星带艺术效果图

天问二号在轨运行时长总计十年，服务舱将配置电推发动机进行深空机动。毫无疑问此项任务又是一次技术奇袭，一系列大胆的任务操作告诉我们中国航天已经走出了一条属于自己的道路，我们将用一次又一次的胜利回应那些曾经的嘲讽、鄙视。

长达十年的太空流浪之旅

中国航天的战略格局与视野向来是极为远大的，比如摒弃一触即走的采样方案实施真正的小行星登陆，为以后开发利用小行星摸索出一条实用的技术路线；钻机打孔式采样方案的实施，为应对小行星撞地球提供了有效的防御方案，基于此技术可在小行星内部安装爆破装置。

与载人航天、嫦娥探月的三步走规划一样，小行星探测工程也确立了“选、探、控、用”四步走战略，终极目标“用”指的是小行星平台开发、小行星资源利用、小行星科学研究、载人小行星探测。

载人小行星任务也早已展开研究

天问二号长达十年的太空流浪之旅抛开一系列工程技术突破不谈，仅航天器寿命这一块就已经是里程碑，现如今我国航天器都在朝着长寿命发展转型，例如，玉兔二号已经成为人类在月面工作时间最长的月球车，接下来发射的嫦娥七号探测器也是以十年为设计标准。

注意这里的用词是“设计标准”，通常在此基础上我们都会实现超期服役，正是有了这一能力打底，在接下来的十年末期旨在探测木星系及行星际穿越探测的另一艘天问飞船也将发射，这一次它的终极目标将是更加遥远的太阳系边际空间。

小行星探测后的下一个目标

木星及太阳系边际空间

目前，我们国家已经启动“深空探测重大科技专项”，这是与载人航天、嫦娥探月齐名的科技专项，有科学实用的顶层设计规划，加上迅猛增强的综合国力加持，以及不断刷新的航天技术实力，这意味着新的宇宙大航海世纪必然属于我们！