作者|冯梓洋

审核|董晨晖

编辑|赵经远

天问二号探测器。图像来源：参考资料8

2025年5月29日凌晨1时31分，长征三号乙遥一一○运载火箭搭载着天问二号探测器在西昌卫星发射中心点火起飞，这是2020年发射天问一号火星探测器5年后，中国航天再次启动天问系列行星探测工程。天问二号的首要目标是对第469219号小行星（正式名称为Kamoòalewa，临时编号为2016 HO3）实施伴飞﹑遥感探测及采样返回，之后将前往活跃小行星311P/2013 P5（PanSTARRS）开展伴飞探测。整个过程预计耗时10年左右，以飞掠、伴飞、附着、采样返回等方式，对目标小天体进行整体性遥感探测、局部区域就位探测和采样返回，开展目标小天体形成与演化、轨道动力学演变，以及返回样品与陨石、地面观测与遥感就位探测数据之间的关联性研究。作为中国行星探测工程的重要任务之一，天问二号任务是中国的第一次小行星采样返回和活跃小行星绕飞探测任务，也是人类历史上第一次对地球准卫星、活跃小行星进行近距离探测。

天问二号发射升空。图像来源：参考资料14

天问二号（Tianwen-2）是由中国空间技术研究院（五院）研发的深空探测器，由主探测器和返回舱组成，采用了太阳能电推进系统技术，具有自动导航、智能控制等功能，根据科研目标研究需求，配置了11种有效科学载荷（可见红外成像光谱仪、热辐射光谱仪、多光谱相机、中视场彩色相机、探测雷达、磁强计、带电粒子与中性粒子分析仪、喷发物分析仪、窄视场导航敏感器、激光一体化导航敏感器、旋转衍射高光谱相机），各载荷预期可获得的科学数据与科学目标见下图。

天问二号探测器配置的11种有效载荷及其科学目标。图像来源：参考资料7

迄今为止，人类已经进行了无数次大大小小的小行星探测任务，取得了历史意义的成就，其中取回样品的有以下三次：2010年，日本隼鸟号（Hayabusa）探测器携带第25143号小行星糸川（Itokawa，大小535米×294米×209米）的样品，经过一波三折返回地球，这是人类首次采回小行星的样品；此后日本又发射了隼鸟2号探测器，并于2020年成功回收第165173号小行星龙宫（Ryugu，大小1004米×876米）的样品；2023年，美国OSIRIS-REx探测器成功回收第101955号小行星贝努（Bennu，大小565米×535米×508米）的样品，在进行细致分析后发现其中含有多种多种氨基酸﹑碱基等有机分子。

纵览整个人类小行星探测史，与日本、美国等相比，中国在小行星的深空探索方面起步较晚，迄今只有嫦娥二号探测器对第4179号小行星托塔蒂斯（Toutatis，大小4.75千米×1.95千米）进行了飞掠探测，因此天问二号无疑是具有历史开创性的。但是，和诸多探索过的近地小行星相比，论尺寸大小，第469219号小行星（大小40米～100米）只是其中默默无名的一个小碎片罢了，那我们为什么还要对一颗普通得再不能普通的小行星开展采样呢？那得从人类首次发现它说起。

第469219号小行星的轨道，虽然它实际上是围绕太阳运行的天体，但从地球的视角看去它却围绕地球运行。视频来源：NASA Jet Propulsion Laboratory

2016年4月27日，泛星巡天项目（Pan-STARRS）发现了第469219号小行星，后以夏威夷语命名为Kamoòalewa，意为“振荡的天体碎片”，由于其近日点距离仅为0.898天文单位，小于1.3天文单位，因此是一颗近地小行星。因为它独特的轨道特征与地球相似，它被认为是地球的一颗准卫星：地球绕太阳的公转周期为365.25636天，第469219号小行星的公转周期与此几乎相同，这使得它与地球产生了1：1共振（即地球绕太阳公转一周，第469219号小行星也绕太阳公转一周），从地球上观测者的视角来看，它似乎围绕地球运行，但它实际上是围绕太阳公转的天体，并没有被地球的引力束缚，像这样的天体被称为准卫星。这种类型的小行星是极为罕见的，目前已知地球的准卫星仅有7颗。

根据科学家们的推断，第469219号小行星有可能来自于远古太阳系撞击事件的抛射物，它的成分含有与月球岩石相似的重金属和硅酸盐矿物，像这样的小行星保留着太阳系诞生之初的原始信息，是研究太阳系早期物质组成、形成过程和演化历史的 “活化石”，具有极高的科研价值。

第469219号小行星艺术图。图像来源：Addy Graham/University of Arizona

当到达第469219号小行星的时候，天问二号将会以光谱分析、成像等形式探索它的形态地貌、表面物质组分、内部结构，并获取小行星样品的背景信息。此外还会测定轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数，用以研究地球准卫星的来源和轨道动力学演化。对于采集的样品，在送回地球后，通过测定其物理性质、化学与矿物成分、同位素组成和结构构造等，为小行星的起源与演化、早期太阳系的形成与演化等课题提供科学依据。

除了探测第469219号小行星之外，天问二号还有一个另任务，那就是对活跃小行星311P的研究。311P是人类发现的少数活跃小行星之一，直径约为 480 米。它每3.24年绕太阳公转一周，近日点距离为1.94天文单位，远日点距离为2.44天文单位。

哈勃空间望远镜拍摄的311P。图像来源：NASA, ESA, and D. Jewitt

在泛星巡天项目于2013年8月15日发现这一天体后，哈勃空间望远镜对其进行了观测，发现它拖着多条尘埃尾，外观和彗星相似。目前认为可能由于小行星快速旋转，导致物质抛射，从而形成了311P的彗星特征。由于它表现出彗星的形态，因此获得了彗星编号311P，但是它的机制与彗星不同（彗星活动是由水冰等挥发性物质产生的），历史上曾将这类天体称为主带彗星（由于这个原因，本文部分图片中使用了“主带彗星”一词），但现在通常称其为活跃小行星。

天问二号将测定311P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及其动力学演化；获取主带彗星311P形貌、表面物质组分、内部结构、以及可能的水和有机物等信息，获取太阳系早期演化信息，研究活跃小行星的形成和演化、活动机制，为太阳系起源与演化提供重要线索。

各飞行阶段明细。图像来源：参考资料3

回到天问二号任务本身，此次任务一共分为13个阶段，从2025年5月29日发射开始，预计将于2026年7月抵达第469219号小行星，对其进行遥感探测，评估潜在采样点，之后将尝试使用悬停﹑触碰﹑附着的方式对小行星进行采样，以适应第469219号小行星可能的松散碎石和坚硬独石结构，这种方法可以提取更深层的样本，这样取得的样本较少暴露于太空环境，可能保留了更多原始信息。在2027年11月返回地球后，天问二号主探测器与返回舱分离，通过返回舱把小行星的样品送回地球，之后借助地球引力加速前往活跃小行星311P，预计2035年1月抵达，随后开始为期数月的环绕探测。

天问二号任务流程示意图。图像来源：参考资料3

天问二号的成功发射标志着我国的航天技术和深空探测迈向了新的里程碑，有望在小天体研究领域取得多项突破，促进了中国名片、中国技术进一步迈向国际视野。相信在不远的未来，我们能见证中国的行星探测计划在星辰大海中续写中国的辉煌篇章，带来更多的惊喜。

参考资料

1、Tianwen-2: China’s Near-Earth asteroid and comet double-header, The Planetary Society,https://www.planetary.org/articles/tianwen-2-chinas-near-earth-asteroid-and-comet-double-header

2、Tianwen-2,wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Tianwen-2

3、天问二号，灰机Wiki卫星百科，https://sat.huijiwiki.com/wiki/天问二号

4、天问二号顺利转入发射区，中国探月与深空探测网，http://www.clep.org.cn/n5982341/c10673740/content.html

5、Chinese launch cadence accelerates, Tianwen-2 prepares for launch NSF,https://www.nasaspaceflight.com/2025/05/china-roundup-05232025/

6、谭旭, 张晓霞, 陈王丽等，天问二号有效载荷科学数据产品的设计与验证，中国科学: 物理学 力学 天文学，https://dds.sciengine.com/cfs/files/pdfs/view/1674-7275/298CF80F297241169048D29F1B56238A.pdf

7、张荣桥，张熇，刘建军等，天问二号小天体探测任务，中国科学: 物理学 力学 天文学，https://dds.sciengine.com/cfs/files/pdfs/1674-7275/AFC701BF5DEC4350A4F3974853C9B6D8.pdf

8、中国空间技术研究院张熇研究员团队：“天问二号”小行星表层采样系统建模与仿真 | SPACE导读，微信公众号“空间科学与技术”，https://mp.weixin.qq.com/s/sIg3czySFceAJxuXC7p04Q

9、Active asteroid，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/Active_asteroid

10、311P/PanSTARRS，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/311P/PanSTARRS

11、469219 Kamoʻoalewa，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/469219_Kamo%CA%BBoalewa

12、Quasi-satellite，wikipedia，https://en.m.wikipedia.org/wiki/Quasi-satellite

13、天问二号即将启程！到底是什么任务竟需要十年才能完成？，微信公众号“科学大院”， https://mp.weixin.qq.com/s/sr5MbbygdhA08_MiK4Kx-A

14、天问二号任务发射圆满成功，我国开启小行星探测与采样返回之旅，微信公众号“中国的航天”，https://mp.weixin.qq.com/s/0sg_2Nfrx_HF-A2prherzg

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来源: 星明天文台