天问二号总的任务周期大约是10年,其中用两年半左右时间完成对小行星2016HO3的探测、取样并返回地球。再利用地球的引力弹弓效应飞向它的第二个探测任务目标——主彗星带311P,进行7年多的飞行和科学探测。
天问二号整个飞行过程复杂且精细,共包含13个飞行阶段。其中,小行星探测和采样返回包括9个阶段。发射段顺利完成后,探测器进入小行星转移段,该阶段将持续约1年,其间需实施深空机动、中途修正等操作,直至距离小行星约3万公里处。随后探测器依次进入小行星接近段、交会段、近距探测段,在近距探测段按照“边飞边探、逐步逼近”原则,对小行星开展悬停、主动绕飞等探测,确定采样区后进入采样段。
天问二号探测器上配置了中视场彩色相机、多光谱相机、可见红外成像光谱仪、热辐射光谱仪、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等11台科学设备。这些先进设备将助力探测器在飞行过程中进行探测,获取科学数据。据称,天问二号预计将采集超过100克样品。完成小行星“土特产”采集后,探测器将经历返回等待段、返回转移段,在返回转移段接近地球,返回舱与主探测器分离,独自进入再入回收段,预计于2027年底着陆地球并完成回收。
此后,主探测器将继续执行第二项任务,飞向火星与木星之间小行星带的一颗特别天体——主带彗星311P,对其进行伴飞探测。311P既像小行星般沿固定轨道行进,又像彗星一样喷发尘埃。一般认为,彗星储存着大量的冰,当它们靠近太阳时,内部冰物质受热蒸发,形成壮丽的彗尾。311P却“定居”在小行星带,这里过于靠近太阳,难以保留水冰等挥发性物质。
一连串的问号就此涌现:尘埃中是否含有水分子?它的喷发能量从何而来?如果小行星带中真的存在水冰,地球海洋起源是否需要重新审视?后续,天问二号探测器将穿越深空,揭开311P的神秘面纱。每一次探测数据的回传,都有望重构人类对太阳系演化的认知。
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