小行星探測，走向深空的一「大」步

原題：《小行星探測：讓我國從航天大國走向強國》

近日，美國國家航空航天局（NASA）宣布，將在2022年前去探訪一顆神秘的金屬小行星---靈神星（16Psyche）。

就在前不久，我國著名空間飛行器總體、信息處理專家葉培建院士在一次小行星探測學術報告會上也表示，我國正規劃實施小行星探測任務，並預計於2020年後發射小行星探測器。

那麼，各國爭先探測小行星的意義是什麼？迄今我國在小行星探測上取得了哪些階段性進展，還有哪些技術壁壘需要克服？相較於龐大的花銷，小行星探測是否值得？

帶動太空經濟發展

一般而言，小行星是太陽系中類似行星環繞太陽運動，但體積和質量比行星小得多的天體。中科院紫金山天文台副台長季江徽告訴《中國科學報》記者，開採小行星的意義在於探測並「攫取」小行星上潛在的稀有礦物。

據介紹，目前美國已有三家公司宣布了實施小行星採礦計劃，分別是行星資源公司、深空工業公司、開普勒能源和太空工業公司。另外，英國小行星採礦公司也在說服政府為小行星採礦提供政策支持。

「小行星採礦將全面帶動一種未來的重要經濟形式——太空經濟。」季江徽表示，靈神星上僅500米直徑內所蘊含的鉑金資源就相當於整個「鉑族金屬公司(Platinum Group Metals)」迄今為止所有歷史開採量的總和。

此外，他認為如靈神星這樣的近地天體上的水資源，還可為未來人類深空探測或星際移民所充分利用。「人類終將走出地球，走出太陽系。探測小行星對於人類未來移民太空具有重要意義。」

我國階段性進展仍具局限性

小行星探測對於我國的航天事業尤其是深空探測事業，無疑具有重要的積極影響。

截至目前，我國對小行星探測的主要成果是「嫦娥二號」對圖塔蒂斯小行星的探測，並已完成了對小行星的光學觀測和自主軌道確定等工作。

通過對圖塔蒂斯的測定軌精度進行詳細分析，以及對飛越時刻拍照和對小行星成像效果進行模擬模擬等，中科院紫金山天文台團隊對「嫦娥二號」與圖塔蒂斯的交會時刻和距離進行了準確的測算。

此外，中科院地質與地球物理研究所研究員林楊挺也強調，目前我國對小行星的探測還主要局限於發現、測量、遙感數據分析等階段，「嫦娥二號」對圖塔蒂斯小行星的近距離觀測取得了比較直觀的認識。

「如今我國在小行星探測上取得的相關成果、意義更偏重於科學研究，而小行星採礦才更具實用價值。」季江徽坦言。

還須克服諸多技術壁壘

針對於歐美正在開展或預備開展的一系列深空探測計劃，包括小行星和彗星的探測項目，中科院地質與地球物理研究所副研究員何宏青承認，小行星探測花費是無法計數的，其開採價值還主要取決於特定小行星的礦物類型、豐富程度以及該礦物在地球上的經濟、科學、戰略意義及其稀缺程度。

「小行星探測對於我國的國家航天事業來說，極具挑戰性，其主要基礎來源於探月工程以及後續的火星探測計劃。」季江徽表示，葉培建院士指出的技術途徑非常合理，即讓探測器在小行星表面著陸，或休眠或開展探測，其間將小行星作為擺渡平台，當小行星到達合適的位置，探測器再飛向深空。

「由於小行星探測的特殊性，例如弱引力、目標物理特性、軌道特性等，必須做到清晰完備了解和掌握，所以還需要我們進一步發展一些新的探測技術。」季江徽舉例，如自主導航與管理、表面弱引力附著與取樣技術、高速再入大氣返回技術、電推進或離子推進技術、軌道設計技術等都將是未來攻堅的重點和難點。

何宏青認為，目前我國的探月項目「嫦娥工程」以及正在開展的火星探測計劃，無疑對我國開展更遠的小行星探測積累了成功的經驗，奠定了良好的理論、技術、工程基礎。

他建議，未來我國開展小行星探測，還需要在飛船遠程控制、附著與採樣返回上開展系統性的預先研究，加強這些方面的技術積累與核心技術突破。

此外，季江徽表示，我國要想在小行星探測上繼續發揮主動，還需要在飛船遠距離測控、飛船著陸、原位採樣分析等方面加強核心技術突破，在飛船能源動力、探測工具儀器、原位分析技術、工程學等方面不斷優化和積累經驗。

(作者：馬卓敏)

AI有話說：

原來我國的小行星探測計劃還包含把小行星作為「擺渡車」的內容！（震驚臉）

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