天問二號主要任務(wù)目標是對小行星2016HO3進行探測、取樣并返回地球，此后再對主帶彗星311P開展科學探測，設(shè)計任務(wù)周期十年左右。其中，小行星2016HO3是地球準衛(wèi)星之一，和地球一同環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)。2016HO3小行星距離地球約1800萬至4600萬公里。天問二號任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)總師、中國科學院國家天文臺研究員蘇彥向《環(huán)球時報》記者介紹稱，人類于2016年在浩瀚的宇宙中發(fā)現(xiàn)這顆“特殊”的小行星，其繞太陽公轉(zhuǎn)周期為365.4天，與地球的365.25天幾乎完全同步，且軌道非常穩(wěn)定，和地球保持合適的距離，這使得小行星2016HO3具有工程上的可達性。

而主帶彗星311P的軌道位于火星和木星之間的小行星帶內(nèi)，距離地球約1.5億至5億公里。天問二號任務(wù)副總師、中國科學院國家天文臺研究員劉建軍向《環(huán)球時報》記者介紹稱，主帶彗星311P既有彗星的特征，又有小行星的特征，它的軌道特征與主帶小行星相似，但又呈現(xiàn)彗星觀測特征，因此也被認為是一顆活躍小行星，具有非常高的科學研究價值。

據(jù)了解，此次任務(wù)中，天問二號的工程目標包括：突破弱引力天體表面取樣、高精度相對自主導航與控制、小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計等一系列關(guān)鍵技術(shù)。與此同時為小行星起源及演化等前沿科學研究提供探測數(shù)據(jù)和珍貴樣品。

而此次任務(wù)的科學目標則聚焦于測定小行星和主帶彗星的多項物理參數(shù)。一是測定小行星和主帶彗星的軌道參數(shù)、自轉(zhuǎn)參數(shù)、形狀大小、熱輻射特性等物理參數(shù)，開展軌道動力學研究;二是開展小行星和主帶彗星的形貌、物質(zhì)組分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及可能的噴發(fā)物等研究;三是開展樣品的實驗室分析研究，測定樣品物理性質(zhì)、化學與礦物成分、同位素組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，開展小行星和太陽系早期的形成與演化研究。

“太陽系的小天體沒有經(jīng)歷大行星和天體的物理、化學演化過程，它們保留有太陽系形成之初的最原始的物質(zhì)成分。因此對小行星2016HO3開展探測、采集樣品然后在實驗室進行分析將為揭示太陽系起源與早期演化，以及地球的演化過程提供重要科學依據(jù)。”劉建軍稱。

據(jù)了解，天問二號探測器上配置了中視場彩色相機、多光譜相機、可見紅外成像光譜儀、熱輻射光譜儀、探測雷達、磁強計、帶電粒子與中性粒子分析儀、噴發(fā)物分析儀等8臺科學載荷，以及窄視場導航敏感器、激光一體化導航敏感器2臺工程和科學復用載荷，還搭載1臺旋轉(zhuǎn)衍射高光譜相機。這些先進設(shè)備將助力探測器在飛行過程中對小行星和主帶彗星進行探測，獲取科學數(shù)據(jù)。

天問二號任務(wù)整個飛行過程復雜且精細。根據(jù)任務(wù)規(guī)劃共包含發(fā)射段、小行星轉(zhuǎn)移段、小行星接近段、小行星交會段、小行星近距探測段、小行星采樣段、返回等待段、返回轉(zhuǎn)移段、再入回收段、主帶彗星轉(zhuǎn)移段、主帶彗星接近段、主帶彗星交會段、主帶彗星近距探測段等13個飛行階段。

其中，小行星探測包括9個階段，總耗時約2.5年。在發(fā)射段順利完成后，探測器進入小行星轉(zhuǎn)移段，期間需實施深空機動、中途修正等操作，直至距離小行星約3萬公里處。隨后依次進入小行星接近段、交會段、近距探測段，在近距探測段按照“邊飛邊探、逐步逼近”原則，對小行星開展懸停、主動繞飛等探測，確定采樣區(qū)后進入采樣段。完成采樣任務(wù)后，探測器將經(jīng)歷返回等待段、返回轉(zhuǎn)移段，在返回轉(zhuǎn)移段接近地球，返回艙與主探測器分離，之后獨自進入再入回收段，預計于2027年底著陸地球并完成回收。

此后，主探測器則繼續(xù)飛行，前往主帶彗星311P，開展后續(xù)探測任務(wù)，這一階段任務(wù)預計將持續(xù)數(shù)年時間。

不同于此前嫦娥五號和嫦娥六號任務(wù)是在重力環(huán)境下開展的采樣，此次天問二號任務(wù)是在小行星微重力環(huán)境下采樣，且小行星表面特性充滿未知性，因此，對小行星2016HO3開展穩(wěn)定的附著探測采樣難度非常大。

為此，天問二號項目團隊設(shè)計有三種采樣方式，分別是觸碰采樣、懸停采樣和附著采樣。中國航天科技集團陳春亮在接受《環(huán)球時報》記者采訪時介紹稱，針對目標天體特性未知等難題，天問二號探測器還將采用“邊飛邊探邊決策”的策略，從距離目標天體約2000千米開始，基本自主開展目標天體精準捕獲、逐步接近、科學探測和樣品采集。

此次天問二號發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，也為后續(xù)探測任務(wù)開了一個好頭。據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，本次任務(wù)是長三乙火箭首次執(zhí)行地球逃逸軌道發(fā)射任務(wù)。在以往執(zhí)行的發(fā)射地球軌道范圍內(nèi)載荷的任務(wù)中，長三乙火箭分離速度僅需達到第一宇宙速度，即每秒7.9千米。但在此次任務(wù)中，天問二號探測器與長三乙火箭分離時速度必須要超過每秒11.2千米的第二宇宙速度，從而使天問二號探測器能夠脫離地球引力，進入地球逃逸軌道。不僅如此，此次發(fā)射任務(wù)對火箭入軌精度要求極高。長三乙火箭入軌速度在達到每秒11.2千米的同時，速度偏差不能超過1米，否則可能會造成“天問二號”探測器與目標行星百萬公里的級差。

為此，研制團隊在采用迭代制導技術(shù)的基礎(chǔ)上，還運用了末速修正技術(shù)，將在探測器和火箭分離前實時調(diào)整火箭的速度、姿態(tài)等，確保滿足入軌精度要求。

行星探測工程天問二號任務(wù)指揮部總指揮長、國家航天局局長單忠德表示，天問二號任務(wù)實施周期長，風險難度大，工程全線攻堅克難，協(xié)同攻關(guān)，確保了發(fā)射任務(wù)圓滿成功。期待天問二號按計劃完成各項探測任務(wù)，取得更多原創(chuàng)科學成果，揭開更多宇宙奧秘，增進人類認知。