天问二号

中国研发的行星际探测器

天问二号(Tianwen-2),别称 “郑和”号 ,是一颗小行星探测器,由 中国航天科技集团 所属中国空间技术研究院抓总研制, 由主探测器和 返回舱 两部分组成。

2023年3月,天问二号任务正式获得国家批准立项。 2025年5月18日, 行星 探测工程天问二号探测器在西昌卫星发射中心按计划完成技术区总装、测试、加注等工作后,顺利转入发射区,并按计划开展各项功能检查、联合测试等工作。 5月29日1时31分,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞,随后将行星探测工程天问二号探测器送入预定轨道,发射任务取得圆满成功,中国首次小行星探测与采样返回之旅顺利迈出第一步。

天问二号的探测对象是近地小行星2016HO3,要实现在小行星2016HO3上面采样返回,在采样的时候,离地球大概4300万—4500万公里,这将是中国首次从行星际拿回样品,天问二号在完成主任务之后,还要争取去探测一个主带的小行星,叫主带彗星。 天问二号的探测任务,有助于填补 太阳系小天体 研究领域的空白。

2026年1月,天问二号入选2025年度央企十大国之重器。

研制背景

2016年12月中国政府发布的《2016中国的航天》白皮书明确提出:航天是当今世界最具挑战性和广泛带动性的高科技领域之一,航天活动深刻改变了人类对 宇宙 的认知,为人类社会进步提供了重要动力。2020年发射首颗 天问一号 ,实施环绕和巡视联合探测。开展 火星 采样返回、 小行星 探测、木 星系 及行星穿越探测等方案的深化论证和关键技术攻关,适时启动工程实施,研究 太阳系 起源与演化、地外生命信息探寻等重大科学问题。

研发进程

2022年5月,在天津 航天机电 设备研究所宇航产品中心,科研团队为“天问二号”装配国内自主创新的首款圆形柔性太阳翼,体积更小,供电能力更大,为“天问二号”深空探测,提供能源保障。

2023年3月,天问二号任务正式获得国家批准立项,计划通过一次发射,实现从近地 小行星2016 HO3采样返回 地球 ,之后前往主带 彗星 311P开展伴飞探测。 2023年4月,天问二号已基本完成初样研制阶段的工作,年度中期将转入正样研制阶段,计划于2025年5月前后实施发射。

2022年4月, 国家航天局 宣布,经过两年多的研制,天问二号已进入到初样的研制,电性产品已经在进行综合测试,后续将按照既定节奏往前推动。 10月15日,国新办举行新闻发布会,介绍中国空间科学中长期发展规划有关情况,国家航天局系统工程司司长杨小宇在会上表示,在 国家航天局 探测方面,会发射天问二号、 天问三号 、 天问四号 。天问二号对 小行星 进行环绕综合探测,然后采样返回,对小行星的演化和 太阳系 的早期历史进行研究。

运行动态

2025年2月20日,天问二号任务探测器运抵西昌卫星发射中心。 4月17日, 国家航天局 召开新闻发布会。国家航天局系统工程司副司长刘云峰提到,2025年天问二号会执行小行星伴飞 抽样 探测任务。 2025年5月14日,执行天问二号发射任务的长征三号乙遥一一〇 运载火箭 顺利由技术区转入发射区,并完成吊装、对接等工作。

2025年5月29日凌晨1时31分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙Y110运载火箭,成功将 行星 探测工程天问二号探测器发射升空。火箭飞行约18分钟后,将探测器送入 地球 至 小行星2016 HO3转移轨道。此后,探测器太阳翼正常展开,发射任务取得圆满成功。 10月1日,国家航天局发布了行星探测工程天问二号任务探测器在轨飞行期间获取的探测器与地球合影图像,探测器上的五星红旗与地球同框。截至当日,天问二号探测器已在轨飞行125天,探测器与地球距离约4300万千米,与小行星2016HO3距离约4500万千米,在轨飞行正常。飞行期间,探测器开展了采样装置展开、电子设备自检等在轨测试,各项状态正常;空间环境载荷开机探测,获取有效科学数据。

结构组成

主探测器

天问二号探测器由主探测器与 返回舱 组成。主探测器的主电能供给系统是构造独特的圆形柔性 太阳翼 ,酷似撑开的大伞。科研人员选用这种特殊构型的“保护伞”,降低了传统太阳翼在探测器软着陆过程中的触地风险。“天问二号“采用双翼结构,单个翼的面积达17平方米。它携带如此硕大的太阳翼,原因之一是考虑到任务目标远大"天问二号”完成小行星 取样 返回任务后,主探测器很可能还将继续向深空飞行,在这个过程中,获取的阳光会越来越少,因此需要特意加大太阳翼。

太阳翼是名副其实的“保护伞”,在深空探索征程中源源不断地将太阳能源转换为飞行器持续使用的 电能 。柔性太阳翼的基板具有较大的柔性,厚度很小,一般不超过0.5毫米,最大的优点是收拢体积更小,质量更轻。在太空中,太阳翼舒展打开,并在航天器飞行过程中不断调整方向,对准太阳,提供最大效率的阳光射入。由于单个太阳电池一般无法满足需求,以串、并联方式结合的太阳电池及相关结构等组成的发电装置就是太阳电池阵,为航天器提供能源。

运载火箭

天问二号探测器计划5月底搭乘长征三号乙运载火箭择机实施发射。长征三号乙(CZ-3B)是长征三号甲系列运载火箭中运载能力最大的火箭,由 中国运载火箭技术研究院 研制,是在长征三号甲(CZ-3A)和 长征二号系列运载火箭 E(CZ-2E)火箭的基础上研制的大型三级液体捆绑火箭,以长征三号甲作为芯级,捆绑四枚2.25米直径液体助推器构成,助推器及其捆绑结构则与长征二号E基本相同,主要用于发射地球同步转移轨道卫星,亦可进行一箭多星发射或其它轨道 卫星 的发射,也是中国用于商业卫星发射服务的主力火箭。长征三号乙 运载火箭 全长56.3米,一、二子级直径3.35米、助推器直径2.25米,三子级直径3.0米,卫星整流罩最大直径4.2米,起飞质量456吨,GTO运载能力为5.5吨。

任务规划

天问二号的探测对象是近地 小行星2016 HO3,要实现在小行星2016HO3上面采样返回,“天问二号”在采样的时候,离 地球 大概4300~4500万千米,这将是 小行星3789 首次从行星际拿回样品,“天问二号”在完成主任务之后,还争取去探测一个主带的小行星,叫主带 彗星 。小 行星 探测最大的难点是无重力,也就是不能像行星探测一样,通过探测器制动减速由行星 引力 作用进入环绕轨道,这就为开展小行星表面采样增加了难度。

天问二号任务会通过一次发射,实施 小行星2016 HO3伴飞、 抽样 、返回和主带彗星311P伴飞探测等多项任务。小行星2016HO3被称为“ 地球 准 卫星 ”,稳定运行于 地球轨道 附近,其公转周期与地球公转周期接近,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。

天问二号拟于2032年抵达并对主带 彗星 311P进行探测。 主带彗星311P是运行在 火星 与 木星 轨道之间 小行星带 中的小天体,同时具有传统彗星的物质构成特征和小行星的轨道特征。 天问二号会使用多臂协作式小天体附着 抽样 机器人机械系统,将自己固定在小行星表面再执行采样任务,目标是取得100克以上的小行星样品。采样完毕后,天问二号将样品交还 地球 需要半年左右的时间。

天问二号的工程目标包括:突破弱 引力 天体 表面取样、高精度相对自主导航与控制、小推力转移轨道设计等一系列关键技术。与此同时为小行星起源及演化等前沿科学研究提供探测数据和珍贵样品。天问二号的科学目标聚焦于测定 小行星 和主带 彗星 的多项物理参数。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 与矿物成分、 同位素 组成和结构构造;测定和研究小行星样品的年龄;与 石陨石 进行比较研究,建立返回样品与陨石、地面观测与 遥感 就位分析数据之间的联系,开展小行星和 太阳系 早期的形成与演化研究。

天问二号任务规划共包含发射段、 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、返回等待段、返回转移段、再入回收段、主带 彗星 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,小行星探测和采样返回包括9个阶段,总耗时约2.5年。天问二号探测器计划于2026年发射。在发射段顺利完成后,探测器进入小行星转移段,这一阶段持续约1年, 期间需实施深空机动、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。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 ,返回舱与主探测器分离,之后独自进入再入回收段,预计于2027年底着陆地球并完成回收。主探测器则继续飞行,前往主带 彗星 311P,开展后续科学探测任务,这一阶段任务预计持续数年时间。 2026年4月17日, 国家航天局 相关负责人在2026年“ 中国航天日 ”发布会上发布2026年任务,并称天问二号会在2026年接近目标 小行星 ,开展近距离探测任务。

技术创新

探测采样

由于 小行星 上没有重力,这意味着航天器无法环绕小行星飞行,只能在茫茫 宇宙 中追上它,与其一起飞行,并在伴飞的过程中进行附着,择机 抽样 。 天问二号项目团队共设计有三种采样方式,分别是触碰采样、悬停采样和附着采样。天问二号探测器还会针对目标 天体 特性未知等难题采用“边飞边探边决策”的策略,从距离目标天体约2000千米开始,基本自主开展目标天体精准捕获、逐步接近、科学探测和样品采集。

引力加速

天问二号完成对 小行星2016 HO3的伴飞、取样任务后,到了 地球 附近,会把装有小行星样品的返回舱丢下来,并借助地球来一次引力加速,因为311P运行在主 小行星带 ,比 火星 轨道还要靠外,所以天问二号要克服 太阳 引力才能抵达。预计天问二号从 地球 飞到311P,需耗费7年时间。天问二号任务选择地球准 卫星 和主带 彗星 为探测对象,在国际上尚属首次,将为国际 小行星 研究领域贡献中国智慧。

先进设备

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、喷发物分析仪等8台科学载荷,以及窄视场导航敏感器、激光一体化导航敏感器2台工程和科学复用载荷,还搭载1台旋转 衍射 高光谱相机。这些先进设备会助力探测器在飞行过程中对 小行星 和主带彗星进行探测,获取科学数据。

获得荣誉

仅为部分荣誉

相关评价

中国 行星 探测工程发展规划是环环相扣的, 天问一号 火星 探测任务已实现了火星到达和着陆巡视,天问二号 小行星 抽样 返回任务将实验从地外 天体 采样返回技术,这些都将成为 天问三号 火星取样返回重要环节的先期验证。 小行星3789 将以 火星 探测为主线,在2030年前后,陆续开展小行星探测、火星取样返回和木 星系 探测等任务。( 中国新闻网 评)

天问二号对主带 彗星 311P进行探测,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。( 央视新闻 评)

参考资料

  1. 目标星辰大海!我国将在2025年前后发射“天问二号”探测小行星 央视网 2024-03-06
  2. 每日一词∣天问二号任务 Tianwen-2 mission 今日头条 2024-06-28
  3. 《自然》:中国擘画未来5年太空发展蓝图 人民资讯 2025-05-19
  4. 研制嫦娥七号、天问二号,航天科技集团透露今年重点任务! 今日头条 2024-06-28
  5. 天问二号任务发射圆满成功 湖南日报 2025-05-29
  6. 瞭望 | 天问二号叩响中国小行星探测之门 央视网 2026-07-10
  7. 超级剧透!中国深空探测将有这些大动作 腾讯网 2024-06-27
  8. 迈向更远的深空:我国的远期深空探测计划 微信公众平台 2024-06-28
  9. 小行星采样返回!天问二号任务已获得国家批准立项 IT之家 2024-06-27
  10. 天问二号探测器顺利转入发射区 计划5月底择机发射 央视新闻-腾讯网 2025-05-18
  11. 天问二号任务计划5月29日实施发射 新华社-百家号 2025-05-26
  12. 天问二号发射成功,开启十年行星探测征程! 澎湃新闻 2025-05-29
  13. 天问二号探测器运抵发射场 上半年实施发射 央视新闻客户端 2025-02-21
  14. 官宣:央企十大国之重器、十大超级工程 政事儿-腾讯网 2026-01-02
  15. 《2016中国的航天》白皮书 国家航天局 2025-05-19
  16. 奋斗者正青春:为航天科技实现高水平自立自强再立新功 北方网 2025-05-19
  17. 天问二号已基本完成初样研制,预计2025年5月前后发射 澎湃新闻 2025-08-10
  18. 天问二号已基本完成初样研制 预计2025年5月前后发射 中国新闻网 2025-05-19
  19. 天问二号已基本完成初样研制 预计2025年5月前后发射 中新网 2023-04-24
  20. 天问二号计划明年发射,将完成小行星采样返回任务 新京报 2025-05-19
  21. 月球与行星探测领域有哪些规划和设想?国家航天局回应 环球网 2025-05-19
  22. 天问二号探测器运抵发射场 新华社 2025-05-19
  23. 国家航天局:今年天问二号将执行小行星伴飞取样探测任务 新京报 2025-05-19
  24. 天问二号探测器顺利转入发射区 新华社 2025-05-19
  25. 五星红旗与地球同框 国家航天局发布天问二号最新影像 央视新闻-腾讯网 2025-10-01
  26. 太阳翼:空间探测的“保护伞” 中国航天报 2024-06-28
  27. 长征三号乙 中国航天科技集团有限公司 2025-05-19
  28. 2016HO3、311P,我们来了! 光明网 2025-05-19
  29. 锁定2016HO3、311P 天问二号将出发去“追星” 央视新闻 2025-05-19
  30. “天问二号”即将开启新征程,两颗目标小天体是何来头? 北京日报客户端 2025-05-19
  31. 天问二号发射成功!我国首次小行星采样返回任务正式启航 环球网 2025-05-29
  32. 开启十年“追星”路 天问二号先“取星尘” 再探“彗星” 百家号 2026-11-12
  33. 2026年中国航天任务“日程排满” 这些大事值得期待 新华网 2026-01-01
  34. 神二十三发射、重复使用火箭飞行验证 今年中国航天重点任务发布 百家号 2026-06-09
  35. “探火”总设计师张荣桥:为人类认知宇宙贡献中国力量 中国新闻网 2025-05-19