中國(guó)計(jì)劃2020年發(fā)射火星探測(cè)器，同時(shí)將目光投向游蕩在太空里的“流浪者”。科學(xué)家近日透露，中國(guó)正籌劃在火星探測(cè)計(jì)劃后，去探測(cè)小行星。
中國(guó)國(guó)務(wù)院新聞辦公室最近發(fā)布《2016中國(guó)的航天》白皮書(shū)，在介紹未來(lái)5年深空探測(cè)的主要任務(wù)時(shí)也提及小行星探測(cè)。
中國(guó)深空探測(cè)科學(xué)目標(biāo)論證專(zhuān)家委員會(huì)成員、中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員季江徽說(shuō)，專(zhuān)家組論證了中國(guó)未來(lái)20年深空探測(cè)的主要科學(xué)目標(biāo)，目前基本確定緊隨火星探測(cè)計(jì)劃的是小行星探測(cè)，之后是木星及木衛(wèi)系統(tǒng)。
目標(biāo)：選三顆特別的小行星
小行星一般是指圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的體積較小的巖石或金屬天體。絕大多數(shù)小行星分布于火星和木星軌道之間的主帶區(qū)域。由于質(zhì)量較小，大多數(shù)小行星的形狀很不規(guī)則。這些體積雖小又無(wú)大氣的小行星上可能蘊(yùn)含了地球生命和水體起源的重要線索，同時(shí)也蘊(yùn)藏著太陽(yáng)系形成初期的原始信息，對(duì)小行星的研究具有重要科學(xué)價(jià)值。一些小行星軌道與地球軌道接近或相交，存在與地球相撞的可能性，對(duì)地球與人類(lèi)安全構(gòu)成潛在危險(xiǎn)。
“專(zhuān)家們的計(jì)劃是發(fā)射一顆小行星空間探測(cè)器，對(duì)三顆近地小行星開(kāi)展飛越、伴飛、伴飛附著探測(cè)。附著就是要落在小行星表面，進(jìn)行原位采樣分析。”季江徽說(shuō)。
目前，世界上只有美國(guó)和日本的探測(cè)器在小行星上著陸過(guò)。日本的隼鳥(niǎo)一號(hào)探測(cè)器曾在絲川小行星上著陸并采樣返回。
“2017年，中國(guó)將發(fā)射嫦娥五號(hào)探測(cè)器，如果嫦娥五號(hào)能夠成功從月球采樣返回，就說(shuō)明中國(guó)具備從其他天體采樣返回的能力。未來(lái)中國(guó)有可能像日本一樣從小行星采樣返回，在地面上的實(shí)驗(yàn)室里分析取回的樣品。”季江徽說(shuō)。
季江徽說(shuō)，探測(cè)的首選目標(biāo)是對(duì)地球構(gòu)成威脅的近地小行星，評(píng)估它們撞擊地球的概率；其次是研究小行星的形成和演化，從而研究太陽(yáng)系的起源、演化；再次是探索地球生命和水的起源。
他介紹，中國(guó)科學(xué)家擬選擇三顆很特別的近地小行星作為探測(cè)目標(biāo)，目前設(shè)想對(duì)阿波菲斯小行星進(jìn)行伴飛探測(cè)，對(duì)1996FG3小行星進(jìn)行伴飛并附著探測(cè)，另外根據(jù)探測(cè)器的發(fā)射窗口選擇一顆近地小行星開(kāi)展飛越探測(cè)。整個(gè)探測(cè)任務(wù)約持續(xù)6年。
預(yù)警：應(yīng)對(duì)來(lái)自太空的潛在威脅
阿波菲斯小行星于2004年被發(fā)現(xiàn)，其最大直徑約394米，寬度超過(guò)兩個(gè)足球場(chǎng)。專(zhuān)家測(cè)算，阿波菲斯將于2029年4月13日和地球“擦肩而過(guò)”，距離地球表面3萬(wàn)多千米，比月球距地球近得多，屆時(shí)將裸眼可見(jiàn)。由于它的運(yùn)行軌道被地球引力改變，它將于2036年再臨地球。
“阿波菲斯”是埃及神話中的毀滅之神，以此命名是因?yàn)榭茖W(xué)家曾認(rèn)為這顆小行星對(duì)地球威脅很大，全球有100多個(gè)科研小組在對(duì)它進(jìn)行研究。不過(guò)，目前科學(xué)家測(cè)算它撞擊地球的概率微乎其微。
盡管暫時(shí)不必為阿波菲斯擔(dān)憂，但科學(xué)家估計(jì)在地球附近存在著30萬(wàn)顆直徑在40米以上的近地天體，目前只發(fā)現(xiàn)了約3％。這使得國(guó)際社會(huì)愈發(fā)重視近地小行星對(duì)地球和人類(lèi)生存的威脅。2013年12月，聯(lián)合國(guó)大會(huì)批準(zhǔn)成立國(guó)際小行星預(yù)警網(wǎng)。
2017年1月下旬，作為該預(yù)警網(wǎng)的成員，紫金山天文臺(tái)近地天體望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了三顆近地小行星：2017BK3、2017BM3、2017BL3，其中，2017BL3是一個(gè)有潛在威脅的近地小行星。
季江徽說(shuō)，面對(duì)近地天體的碰撞威脅，不僅需要在地面建設(shè)專(zhuān)門(mén)的望遠(yuǎn)鏡組成監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，還需開(kāi)展空基近地小行星全面普查，更需要發(fā)射小行星探測(cè)器近距離詳細(xì)勘查，了解其物理特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與成分等。
他說(shuō)，中國(guó)開(kāi)展小行星深空探測(cè)將有助于更好地了解近地天體的基本特性，便于將來(lái)采取有效的應(yīng)對(duì)措施來(lái)防御、減緩或消除碰撞威脅。
探秘：或?qū)l(fā)現(xiàn)生命起源的奧秘
科學(xué)家認(rèn)為，1996FG3小行星上或許能發(fā)現(xiàn)地球生命起源的秘密。
季江徽說(shuō)，關(guān)于地球生命起源目前有兩種理論，一種是生命孕育于地球自身，另一種是來(lái)自外太空?？茖W(xué)家找到的許多隕石上含有有機(jī)物，被認(rèn)為與生命起源有關(guān)。另外在很多小行星上還發(fā)現(xiàn)了水，有科學(xué)家認(rèn)為，地球上的水可能來(lái)自小行星或彗星。
“為什么1996FG3小行星被認(rèn)為與生命有關(guān)呢？因?yàn)榭茖W(xué)家已經(jīng)在地面上對(duì)它做了大量的天文觀測(cè)，通過(guò)光譜分析發(fā)現(xiàn)它是一顆碳質(zhì)小行星，很可能含有生命起源所需的有機(jī)組分。”季江徽說(shuō)。
他說(shuō)，碳質(zhì)小行星在火星與木星軌道間的主帶非常多，但是在近地小行星中不多見(jiàn)。這些小行星可能受到大行星的引力擾動(dòng)離開(kāi)了主帶，以及由于各方向受到不均勻的熱輻射而獲得動(dòng)能從而拉近它們與地球的距離。
季江徽介紹，紫金山天文臺(tái)與國(guó)內(nèi)有關(guān)單位已合作完成了小行星采樣一體化裝置原理樣機(jī)的研制，這為中國(guó)未來(lái)小行星原位采樣提供了有力保障。
旅程：飛越“戰(zhàn)神”
其實(shí)，中國(guó)早已飛越探測(cè)過(guò)一顆小行星。
它好似一塊生姜，也像一顆奇形怪狀的花生，是一顆以西方神話中戰(zhàn)神“圖塔蒂斯”命名的小行星。這顆對(duì)地球構(gòu)成潛在威脅的近地小行星，在2012年之前每4年接近一次地球。
2012年12月13日，中國(guó)第二顆月球探測(cè)器嫦娥二號(hào)圓滿(mǎn)完成任務(wù)之后，在距地球約700萬(wàn)千米遠(yuǎn)的深空，以每秒10千米的相對(duì)速度，從圖塔蒂斯小行星身邊飛奔而過(guò)，距“戰(zhàn)神”最近的距離約為770米。
這是中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)對(duì)小行星的飛越探測(cè)，也是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)“戰(zhàn)神”的近距離探測(cè)。這次探測(cè)拍下了這顆小行星的光學(xué)圖像，第一次將其表面特征清晰地呈現(xiàn)在世人面前。
目前天文學(xué)家雖然觀測(cè)了很多小行星，但是空間探測(cè)并拍攝到照片的并不多，只有十多顆?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，圖塔蒂斯由較小一端的“頭部”與較大一端的“身體”組成。根據(jù)圖像估算，它長(zhǎng)約4750米，寬約1950米?？茖W(xué)家還研究了它為何能在太空中“翻跟頭”；揭示了它表面的大部分碎石來(lái)源于早期圖塔蒂斯小行星母體形成時(shí)的殘留碎片，估測(cè)了其表面撞擊坑的年齡約為16億年。
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