除了果蝇、涡虫 中国空间站还有哪些“动物航天员”

中青报(zhōngqīngbào)·中青网记者 邱晨辉

当人类将目光投向浩瀚(hàohàn)深空，或许没有什么比星际探索更令人心驰神往，同时又(yòu)需要倾注超乎想象的耐心与坚持。

眼下的天问二号任务，正是这样一场(yīchǎng)极致的探索之旅。

5月29日凌晨，西昌卫星发射中心，随着撼天动地的(de)轰鸣划破长空，天问二号(èrhào)探测器搭乘长征三号乙(yǐ)运载火箭刺破云霄，踏上深空探测征程。

这是我国首次小行星采样返回任务，也是继天问一号火星探测之后，又一次(yīcì)行星际探测任务。如果说月球探测仍未摆脱(bǎituō)地球引力，那么行星际探测在某种意义(mǒuzhǒngyìyì)上才真正称得上是走出地球“摇篮”。

这一“走”要持续约10年，跨越亿万公里：天问二号探测器(tàncèqì)将先与近地小行星2016HO3“共舞”，完成探测、取样(qǔyàng)及返回地球的(de)“星际快递”使命；“分身”奔赴主带彗星311P的轨道，开展对(duì)太阳系早期物质的“时空溯源”。

这场漫长(màncháng)的、需要极致耐心与坚韧毅力的星际远征，有望在(zài)太阳系演化图谱上镌刻下中国印记。

天问二号任务示意图。国家航天局探月与航天工程中心(zhōngxīn)制图

为何是(shì)2016HO3这颗小行星

星海(xīnghǎi)无垠，为何选中这颗星？

天问二号任务地面应用(yìngyòng)系统总师、中国科学院国家天文台研究员(yánjiūyuán)苏彦介绍，小行星2016HO3是人类目前发现的地球准卫星之一。其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(lìshǐ)的“活化石”，具有极高(jígāo)科研价值。

她告诉记者，天问二号的(de)(de)科学目标聚焦于测定(cèdìng)小行星和(hé)主带彗星的多项物理(wùlǐ)参数(cānshù)，一是测定小行星和主带彗星的轨道参数、自转参数、形状大小、热辐射特性等物理参数，开展轨道动力学研究；二是开展小行星和主带彗星的形貌、物质组分、内部结构以及可能的喷发物等研究；三是开展样品的实验室分析研究，测定样品物理性质、化学(huàxué)与矿物成分、同位素组成和结构构造，开展小行星和太阳系早期的形成与演化研究。

作为“地球(dìqiú)的邻居”，这颗小行星位于(wèiyú)距离地球约1800万至4600万公里(wàngōnglǐ)的深空中，其轨道参数与地球几乎相同，与地球同步绕太阳公转。距离地球最近的时候，也有地月距离的40多倍。

探测难度不言而喻。与火星探测不同，小行星几乎不存在(cúnzài)重力场，这导致航天器无法像环绕行星那样绕其飞行，只能在广袤宇宙中精准(jīngzhǔn)追踪并追上目标(mùbiāo)天体，实现与小行星的同轨探测，进而(jìnér)完成相关操作、择机实施采样。

国家航天(hángtiān)局探月与航天工程(gōngchéng)中心有关专家介绍，天问二号任务共包含发射段(duàn)、小行星转移段、小行星接近段、小行星交会段、小行星近距探测段、小行星采样段、返回等(děng)待段、返回转移段、再入回收段、主带彗星(huìxīng)转移段、主带彗星接近段、主带彗星交会段、主带彗星近距探测段等13个飞行阶段。

其中，小行星(xiǎoxíngxīng)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(jìnrù)小行星转移段，这一阶段将持续约(yuē)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(hòu)依次进入小行星接近段(duàn)、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(zhǔdòng)绕飞等探测，确定采样区后进入采样段。完成采样任务后，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(yǔ)主探测器分离，之后独自进入再(zài)入回收(huíshōu)段，预计于2027年底着陆地球并完成回收。

此后，主探测器继续飞行，前往(qiánwǎng)主带(zhǔdài)彗星311P，开展后续探测任务。

这是一个运行于火星与(yǔ)木星轨道间小行星带内的小天体，距离地球约1.5亿(yì)至5亿公里。在苏彦(sūyàn)眼中，其兼具彗星的物质(wùzhì)构成特征与小行星的轨道特征，开展探测有助于了解小天体的物质组成、结构以及演化机制，填补太阳系小天体研究领域的空白。

对于它的探测，仍需时光(shíguāng)沉淀(chéndiàn)。当前，我们才迈出天问二号漫长探测过程的“第一步”。

小行星探测和采样返回“第一步(dìyībù)”

5月29日1时31分(fēn)，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心(xīchāngwèixīngfāshèzhōngxīn)点火起飞，火箭飞行约(yuē)18分钟后，将探测器送入地球至小行星2016HO3转移轨道。此后，探测器太阳翼正常(zhèngcháng)展开，发射任务取得圆满成功。

这是该系列运载火箭首次(shǒucì)执行地球逃逸轨道发射任务。

此前，发射地球轨道范围内的载荷(zàihè)，火箭分离速度为(wèi)第一宇宙速度，即每秒7.9千米(qiānmǐ)。但此次任务中，火箭分离时速度超过每秒11.2千米的第二宇宙速度，从而使探测器脱离地球引力(yǐnlì)，这需要极高的速度和能量。

中国航天科技集团魏远明表示，在综合考量火箭运载能力、履约能力和可靠性等因素后，最终长征三号乙运载火箭成为(chéngwéi)此次小行星探测之旅(zhīlǚ)的(de)“专属座驾”。

他同时表示，小行星本身(běnshēn)体积小、质量小、引力弱，捕获难度(nándù)大，对火箭入轨精度要求极高。

中国航天科技集团张亦朴告诉记者，地球逃逸轨道高度高，火箭要挣脱地心引力束缚所需的能量多、速度快(kuài)，不到万分之一(wànfēnzhīyī)速度差，都会造成(zàochéng)探测器距离小行星百万公里级误差。

“火箭(huǒjiàn)入轨时的速度超过每秒10公里，只有将误差控制在每秒1米之内才能将天问二号探测器精准送入(sòngrù)轨道。”张亦朴说。

他打了个比方：这样的入轨精度，就好比在上海投出一个篮球(lánqiú)，要(yào)投中位于北京的篮筐，还要保证篮球入筐时的飞行角度和速度。

作为小行星(xiǎoxíngxīng)(xiǎoxíngxīng)探测的“天梯”，长征三号乙运载火箭要跑好小行星探测“第一棒”，还面临一个挑战：任务发射窗口要求极高(jígāo)，5月29日起连续3天，每天只有4分钟。

“由于目标小行星与地球的相对位置一直在变化，只有‘零窗口(chuāngkǒu)’发射(fāshè)最节省燃料。”张亦朴说，研制(yánzhì)团队针对连续3天的发射窗口，将原本每天1套、共计3套的火箭飞行程序，简化为一套程序，进一步提高火箭可靠性和任务适应性(shìyìngxìng)。

他告诉记者，小行星探测任务相比(xiāngbǐ)常规发射受到更多约束(yuēshù)，涉及火箭、载荷、测控、空间、时间等方面，相关设计工作量是以往(yǐwǎng)的3倍，团队花费两年时间，经过多轮迭代优化(yōuhuà)，最终实现了最简化的设计方案。

“深空探测道阻且长，但我们终于迈出成功的第一步。”张亦朴(zhāngyìpǔ)说。

在行星探测“旅途”中，天问二号探测器要脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间进行探测，其中一个目标所在轨道与(yǔ)太阳间距将达到约3.74亿公里，较传统(chuántǒng)绕地球卫星与太阳之间的距离(jùlí)更远。

“距离远、信号(xìnhào)弱、延时大、频段高，这是深空探测任务的重要挑战。”中国电科网络通信(tōngxìn)研究院专家高延生告诉记者，为给天问二号探测器提供通信支撑，我国研制的喀什4x35米(mǐ)深空天线组阵系统等深空探测设备，将参与发射、探测、取样和(hé)返回等阶段。

此次任务操作涵盖探测、取样、返回等(děng)环节，对地面通信系统(xìtǒng)要求更高。

中国电科10所专家卢欧欣补充道，佳木斯66米深空测控站作为主力测控站点(diǎn)，在其他陆海测控站的配合下，将发挥超强“听诊器(tīngzhěnqì)”“遥控器”等(děng)作用，让航天器完成调整姿态、轨道修正、点火制动等动作(dòngzuò)。

在跨越亿万公里的星际征途中，精准导航至关重要。去年12月27日，我国在上海松江、西藏日喀则、吉林长白山三地同步举行日喀则和长白山40米射电望远镜(wàngyuǎnjìng)落成(luòchéng)启用(qǐyòng)仪式，横跨西南、东北的两大深空探测“巨眼”正式(zhèngshì)启用。

这两台望远镜的(de)加入，同位于新疆乌鲁木齐和上海天马观测台站的望远镜一道“凝望”太空，加之上海数据处理中心(zhōngxīn)，构成我国甚长基线干涉测量网参加天问(tiānwèn)二号任务。

在中国科学院上海天文台射电天文科学与技术(jìshù)研究室主任郑为民看来，我国甚长基线干涉测量网将像(xiàng)一组精准感受风筝方位的“智能牵线”——即使(jíshǐ)风筝飞入(fēirù)云端看不见，也能通过多根“线”（望远镜）的协同感知，算出它的位置和轨迹，保障小行星探测任务。

“这种跨越时空的守望(shǒuwàng)，可大幅提高探测器关键段轨道精度，描绘天问二号探测器的星际航线，以更(gèng)少燃料飞向更远目标，让人类(rénlèi)探索宇宙的每一步都走得更稳、更远。”郑为民说。

“实施天问二号任务，推动星际探测(tàncè)征程接续前进，迈出了深空(shēnkōng)探测的(de)新一步。”国家航天局局长单忠德说，任务实施周期长，风险难度大，后续还将经历10余个飞行阶段。期待天问二号按计划完成各项探测任务，取得(qǔde)更多原创科学(kēxué)成果，揭开更多宇宙奥秘，增进人类认知。

发射成功仅是序章。接下来，是一个十年(shínián)之约。

中国青年报客户端西昌5月29日电(rìdiàn)

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