在4月24日举行的2021年中国航天大会主论坛上，中国科学院院士、嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建透露，我国小天体探测任务已经进入工程研制阶段。我国小天体探测器方案的探测目标，是一颗地球共轨天体2016HO3以及小行星带中的主带彗星311P。

截至目前，我国已成功实现嫦娥四号、嫦娥五号等月球与深空探测任务。未来中国还将实施探月工程四期，小天体探测、火星采样返回、木星系探测等行星探测重大工程，与此同时太阳系边际探测等任务已在论证之中。

“这其中，小天体探测任务是行星探测重大工程的标志性项目，也是我国航天强国建设征程的标志性任务。”叶培建说。

太阳系起源的“活化石” 国际深空探测的新热点

当天，叶培建受邀发表题为《我国小天体探测任务的设想》报告。我国小天体探测如何进行，目前进入哪个阶段，难度是什么，意义如何？他对这些问题进行了解答。

所谓小行星，是指太阳系内类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小很多的天体；彗星是指进入太阳系内，亮度和形状随日距变化而变化的绕日运动天体。

叶培建介绍，上世纪90年代前，世界各国对小天体的探测均为飞越探测。此后，全球共实施9次小天体探测任务，其中美国6次、欧空局1次、日本2次；小行星6次，彗星3次。

最近的一个动态是：美国“欧西里斯”探测器计划今年5月踏上返回地球的旅程。该探测器于2016年9月9日发射，2018年12月到达小行星“贝努”。近距探测1年后，“欧西里斯”探测器开展了一次“触碰采样”，确认采集到样品，计划2023年9月抵达地球。

去年12月6日，日本“隼鸟2号”返回舱降落在澳大利亚南部沙漠地带，获取“龙宫”小行星样品5.4克，引发外界关注。据悉，日本“隼鸟2号”探测器于2014年12月3日发射，经过1年半近距探测后，实施了两次“触碰打弹采样”。　

小天体保存着太阳系形成演化的原始信息，是研究太阳系起源的活化石，也是目前国际深空探测的热点、行星科学研究的前沿。叶培建说。在他看来，实施小天体探测，在“开辟新疆域、揭示生命起源、推动技术进步、开发天然资源、保护地球安全”方面意义重大，影响深远。

具体来看，宇宙中的小行星非常多，仅太阳系中就有上百万颗。对小行星进行探测，可以更好了解宇宙的演化、太阳系的形成和生命的形成，从而得到更多科学结论。此外，小天体具有丰富的资源，有的小行星可能是某种矿物类，有的小行星是水，人类或许能从小行星上获得地球缺乏的资源。

地球在演化过程中，曾多次被小行星撞击，每次都带来灾难。在叶培建看来，小行星探测技术成熟后，我国就有能力在小行星飞临地球时，对其加以控制。

在4月24日中国航天日主场活动开幕式上，国家航天局局长张克俭也提到了小行星防御，他说，“站在新的历史起点，中国航天将论证实施探月工程四期、行星探测工程、建设国际月球科研站和近地小行星防御系统，拉开新时代探索九天的新序章。”

一次任务全面突破 挑战越大 进步越大

2019年4月，国家航天局发布的《小行星探测任务有效载荷和搭载项目机遇公告》确定，中国小行星探测任务要通过一次发射，实现一颗近地小行星取样返回和一颗主带彗星绕飞探测，达到探测领域和核心技术的全面性突破，使我国小天体探测达到国际同期先进水平。

“小天体探测可谓是科学成果丰硕，任务周期长、技术挑战大。”叶培建说，我国小天体探测任务希望通过一次发射实现两类探测目标和近距、附着、采样等三种探测模式。

“由于小行星引力小，尚未有国家实现小行星降落采样。我国进行的第一次小行星探测就会选择降落采样。掌握了降落技术，就意味着将来如果有小行星撞击地球，我国可以直接接近并干预。”叶培建说。

据他介绍，我国小天体探测任务拟探测地球共轨天体2016HO3和小行星311P。2016HO3是一颗地球共轨天体，发射和返回窗口灵活；适于取样返回、分析天体来源。311P是小行星带中的主带彗星，研究热点为主带彗星形成和演化、气体活动机制。

围绕2016HO3，我国将测定轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数，研究其轨道起源与动力学演化。同时探测形貌、表面物质组份、内部结果，获取小行星样品背景信息，以及对返回样品开展实验室分析研究。

围绕311P，我国将测定主带彗星的轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数，研究主带彗星的轨道起源及其动力学演化。同时探测主带彗星形貌、表面物质组份、内部结构、空间环境等信息，获取太阳系早期演化信息。

叶培建说，我国小天体探测器的系统组成包括主探测器和返回舱。其中，主探测器将完成近地小行星转移、绕飞详查、采样转样、返回地球、返回舱分离、主带彗星转移及科学探测全周期的飞行任务；返回舱将采用弹道式再入方式，选用“球锥大底+单锥后体”气动外形，通过“气动外形+降落伞”完成减速并着陆于地球。

当然，小行星探测难度非常大。叶培建从4个方面进行了分析：一是目标特性不确定性大，附着与采样机构需适应性强；二是小行星交会、下降、附着、取样过程，需要高精度全自主导航控制；三是超高速再入返回，需研制新气动外形和防热材料；四是要模拟小天体表面特性，确保地面验证充分。

叶培建说，小行星探测还需要解决航天器长远飞行的动力问题、通信问题以及长达10年以上的地面管理问题。

“每一个新的任务都会面对巨大的挑战，挑战越大，进步越大。”叶培建说。