中国计划在2020年发射火星探测器,同时将关注在太空漫游的“漫游者”。科学家最近透露,中国计划在火星探测计划之后探索小行星。

中国国务院新闻办公室最近发布了题为《2016年中国空间》的白皮书,在介绍未来五年深空探测的主要任务时,也提到了小行星探测。

中国科学院紫金山天文台研究员、中国深空探测科学目标论证专家委员会委员纪说,该专家组已经论证了未来20年中国深空探测的主要科学目标。目前,基本确定火星探测计划之后是小行星探测,之后是木星和木星-木星系统。

目标:选择3颗特殊的小行星

小行星通常指围绕太阳运行的较小的岩石或金属天体。大多数小行星分布在火星和木星之间的主要区域。由于质量小,大多数小行星形状不规则。这些小的大气小行星可能包含地球上生命和水起源的重要线索,以及太阳系早期形成的原始信息。对小行星的研究具有重要的科学价值。一些小行星的轨道接近或与地球轨道相交,有可能与地球相撞,对地球和人类的安全构成潜在危险。

“专家计划发射一颗小行星空间探测器,对三颗近地小行星进行飞越、伴飞和伴飞探测。粘附意味着在小行星表面着陆并进行原位取样分析。”纪说:

目前,世界上只有美国和日本的探测器在小行星上着陆。日本的隼鸟1号探测器降落在石川小行星上,并对其进行采样。

“2017年,中国将发射嫦娥五号探测器。如果嫦娥五号能够成功地从月球取样并返回,那么中国就有能力从其他天体取样并返回。将来,中国可能会从日本这样的小行星上取样并返回,然后在地面实验室里分析取回的样本。”纪说:

冀表示,探测的首选目标是对地球构成威胁的近地小行星,并评估它们撞击地球的概率。二是研究小行星的形成和演化,从而研究太阳系的起源和演化。第二是探索地球上生命和水的起源。

他介绍说,中国科学家计划选择三个非常特殊的近地小行星作为探测目标。目前,他们计划对阿波菲斯小行星进行伴飞探测,对1996FG3小行星进行伴飞和附着探测,并根据探测器的发射窗口选择一颗近地小行星进行飞越探测。整个探索任务持续了大约6年。

预警:应对来自太空的潜在威胁

阿波菲斯小行星于2004年被发现。它的最大直径约为394米,宽度超过两个足球场。专家估计阿波菲斯将于2029年4月13日“掠过”地球,距离地球表面3万多公里,比月球更接近地球,那时肉眼就能看到它。因为它的轨道被地球引力改变了,它将在2036年再次面对地球。

阿波菲斯是埃及神话中的毁灭之神,以相信小行星对地球构成巨大威胁的科学家命名,全世界100多个科学研究小组正在研究它。然而,科学家现在估计它撞击地球的概率非常小。

虽然暂时没有必要担心阿波菲斯,但科学家估计,在地球附近有30万颗直径超过40米的近地天体,迄今为止只发现了大约3%。这使得国际社会更加关注近地小行星对地球和人类生存的威胁。2013年12月,联合国大会批准建立国际小行星预警网络。

2017年1月下旬,作为预警网络的成员,紫金山天文台近地天体望远镜发现了三颗近地小行星:2017 BK3、2017 BM3、2017 BL3、2017 BL3是一颗具有潜在威胁的近地小行星。

美国白宫科技政策办公室最近发布了国家近地天体防御战略,指出近地天体作为一种潜在威胁,可能对全球环境、经济和地缘政治造成严重灾难。2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克陨石事件造成1200人受伤,近3000栋建筑受损。

纪说,面对近地天体的碰撞威胁,不仅需要在地面建造一个专门的望远镜,形成监测和预警网络,而且需要对天基近地天体进行全面调查。还必须发射一颗小行星探测器,进行仔细和详细的调查,以了解其物理特征、内部结构和组成。

他说,中国对小行星的深空探测将有助于更好地了解近地天体的基本特征,并有助于采取有效对策,防止、减轻或消除未来的碰撞威胁。

探索秘密:生命起源的神秘将被发现

科学家认为,地球生命起源的秘密可能在1996年的FG3小行星上被发现。

纪说,关于地球上生命的起源,目前有两种理论,一种是生命在地球上诞生,另一种是来自外太空。科学家发现的许多陨石含有有机物,被认为与生命起源有关。此外,在许多小行星上也发现了水。一些科学家认为地球上的水可能来自小行星或彗星。

“为什么1996年的FG3小行星被认为与生命有关?因为科学家已经在地面上进行了大量的天文观测。通过光谱分析,发现它是一颗碳质小行星,可能含有生命起源所必需的有机成分。”纪说:

他说碳质小行星在火星和木星轨道之间有大量的主带,但在近地小行星中很少见。这些小行星可能受到大行星重力的干扰,离开主带,并由于各个方向的不均匀热辐射而获得动能,从而缩短它们与地球的距离。

纪表示,紫金山天文台与国内相关单位合作完成了小行星采样综合装置原理样机的研制,为今后在中国进行小行星原位采样提供了有力保障。

旅程:飞越“火星”

事实上,中国已经飞越并探测到了一颗小行星。

它就像一块姜和一颗奇形怪状的花生。这是一颗小行星,以西方战神“图塔斯”命名。Tutatis是一颗对地球构成潜在威胁的近地小行星,在2012年之前,它将每4年接近地球一次。

2012年12月13日,中国的第二颗探月卫星嫦娥二号成功完成了预定的探月任务和在太阳和地球之间的L2点的测试任务,它以每秒10公里的相对速度在距离地球约700万公里的深空中飞越了图坦斯小行星,离火星最近的距离约为770米。

这是中国首次实现对小行星的飞行探测,也是中国在世界上首次实现对火星的近距离探测。探测器捕捉到了这颗小行星的光学图像,并首次在世界面前清晰地展示了它的表面特征。

目前,天文学家已经观测到许多小行星,但没有多少人在太空中探测到并拍摄过照片,只有10多颗。纪的团队和合作者对土人进行了深入的研究,并在自然出版集团旗下的《科学报告》和《皇家天文学会月刊》上发表了一系列文章。

科学家发现,图塔底斯由较小一端的“头”和较大一端的“身体”组成。根据图像估计,它长约4750米,宽约1950米。科学家还研究了它为什么能在太空中“翻筋斗”。据透露,其表面的大部分碎片来自早期图坦斯小行星矩阵形成的残余碎片,其表面撞击坑的年龄估计约为16亿年。