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中国航天史上最长任务开启 谁来接力“天问”?

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中国航天史上最长任务开启 谁来接力“天问”?

中国航天史上最长任务开启 谁来接力“天问”?

5月29日,天问二号(èrhào)任务发射圆满成功,我国开启小行星探测与采样返回之旅。天问二号任务设计周期10年左右(zuǒyòu),如此长的任务周期,是否拉开了太空探索新的序幕(xùmù)?此次任务的“双目标(mùbiāo)探测”探什么?有多难?天问二号的十年之约对于我们的航天人才(réncái)储备意味着什么?中国航天史上最长太空任务如何接力完成?

第一(dìyī)棒:精度达到10.9环的发射

十年“追星”之旅,“第一棒”至关重要。本次任务是长征三号乙运载火箭首次执行(zhíxíng)地球逃逸轨道(guǐdào)发射(fāshè),对火箭的入轨精度要求更高。第一棒的发射任务水平怎么样?工作人员(gōngzuòrényuán)说,这次发射的精度比预想的还高。

中国西昌卫星发射中心 张润红:天问二号探测器是一个重大的工程,它像一个接力赛,我这(zhè)一棒已经(yǐjīng)圆满成功了,希望它后续的探测、采样、返回都能(néng)圆满成功。

探月与航天工程中心副(fù)主任、天问二号任务新闻发言人 韩思远:天问二号任务是我国首次开展行星际取样返回,这次任务实施难度大,周期长、风险高,我们29日发射(fāshè)任务取得了圆满成功,但(dàn)这只是我们万里长征的第一步。我们一共搭载了11台科学载荷,希望能够为相关小天体的认知起源和(hé)演化带来(dàilái)更多的突破和发现。

未来十年 天问二号要(yào)走哪些“路”?

目前,天问二号任务(rènwù)的接力棒已经从火箭(huǒjiàn)移交到了探测器上。发射入轨(rùguǐ)后,天问二号还将经历12个飞行阶段。这次任务是“双目标探测”:

  • 首先,天问二号要先用两年(liǎngnián)(nián)半左右的时间,完成对小行星2016HO3的探测、取样并返回地球。预计于2027年底,天问二号的返回舱将着陆地球。
  • 随后,天问二号的主探测器将再次利用地球的引力弹弓效应,飞向它的第二个探测任务(rènwù)目标——主带彗星311P,进行(jìnxíng)7年多的飞行(fēixíng)和科学探测。

值得注意的(de)是,这次“双目标(mùbiāo)探测”的两段任务可谓是一近一远(yīyuǎn)、一冷一热。小行星2016HO3一直在地球附近“游荡”,而主带彗星311P彗星则(zé)位于距离(jùlí)太阳非常遥远的小行星带。天问二号探测器飞向2016HO3,要经受住近地区域太阳高温(gāowēn)的“炙烤”,而飞向311P时,则要开始怀念此前(cǐqián)的阳光了。这种“两重天”式的考验对探测提出了哪些更高的要求?将会带回哪些有价值的宇宙信息?

探月与航天工程中心副主任、天问二号(èrhào)任务新闻发言人 韩思远:我们现在对2016HO3小行星的认知,还处于对现有观测数据的一些计算以及仿真推演(tuīyǎn),我们也(yě)是针对这些不确定性采取(cǎiqǔ)了一些应对的措施和方案,在实施策略上采取了“边飞边探边决策”的实施原则。

天问二号任务地面应用系统总指挥 李春来:据(jù)现有的资料,它的直径可能(kěnéng)只有100米左右。这个小行星非常特别,我们不知道它是什么样的成分,来自(láizì)哪里,有人(yǒurén)说它可能是月球飞出去的,也有人说可能是在(zài)地球形成的时候还(hái)残余(cányú)的原料,这个需要在探测完了以后,我们才会得到一些研究的结果。而这311P的成分是比较古老的,比较久远的,可能更接近太阳系早期的原始的成分,这个也是我们研究的一个兴趣和研究的一个对象。

天问二号(èrhào)旅途近10年

与(yǔ)“短期”任务有何不同?

天问二号开启(kāiqǐ)了我国首次对地外小天体的“双目标探测(tàncè)”,这意味着我国深空探测又迈出了新的一步。中国航天从“日积跬步”到“十年之约”,如此长的任务周期,和以往相对短期(duǎnqī)的任务相比有何不同?

北京航空航天大学宇航学院副教授 张晓天:天问二号是我国行星探测工程当中任务周期最长、飞行距离最远的(de)任务。这次超长时间的深空航行任务背后(bèihòu)有(yǒu)很多的新的技术的突破。我们举两个例子(lìzi),分别是自主的探测导航还有电推进。

先说自主探测导航,探测器从伴飞到接触小行星的控制必须极其精准,稍有不慎(shāoyǒubùshèn)就可能发生侧翻、碰撞(pèngzhuàng)等这样的意外。为此,天问二号采用(yòng)了边飞边探测边决策的策略,相比以往的航天器,用更高的智能化的程度来去应对这样的挑战(tiǎozhàn)。

再说电推进,因为整个任务周期长达十年,对航天器的(de)(de)(de)(de)动力系统提出了更高的要求(yāoqiú)。天问二号采取了离子电推进和化学推进综合使用的动力系统。电推进相比以往的靠推进剂的剧烈化学反应的推进,具有更好的效能,也能够节省更多的燃料。相比之下,它就特别适合长时间的深空航行。

天问(tiānwèn)二号的任务周期跨度在十年,与之相比,之前嫦娥(chángé)六号探月(tànyuè)采样返回大概是两个月,天问一号火星探测整个任务周期大约是两年,天问二号的任务周期比他们都要长得多。

在如此长的(de)任务下,除了前期要做(zuò)足充分的准备之外,在这十年内都需要有专门的技术队伍,持续监测管理天问二号探测器的运行(yùnxíng)状态,这个与以往的地球卫星常年运行维护也不太一样。

地球卫星在生命周期内(nèi),自身状态和功能任务都不会发生太大的变化,而天问二号在这十年当中要(yào)不断地经历新的环境,要不断调整飞行状态,保证精准地飞向两个探测目标,所以比(bǐ)以往的卫星长期运行维护(wéihù)的难度也要大。

太空探索 年轻人(niánqīngrén)才正不断涌入

近10年的任务(rènwù)周期,让天问二号探测任务成为中国航天史(hángtiānshǐ)上周期最长的任务。长周期的任务接力不仅需要技术支持,更(gèng)需要人才储备。目前,嫦娥团队、神舟团队平均年龄(niánlíng)是33岁,北斗(běidǒu)团队平均年龄是35岁。除了年龄,人才类型也更加多元。面对(duì)航天装备制造技能人才的缺口,去年底,教育部在(zài)职业教育新专业中首次增设航天装备领域专业,在航空航天飞行器的加工(jiāgōng)制造和维修维护领域吸引更多年轻人的加入。天问二号迈出了深空探测的新一步,这10年之约对航天人才储备意味着什么?

北京航空航天大学宇航学院副教授 张晓天:在这些新的技术(jìshù)突破的背后,首先是国家对深空探测这个领域持续的大力的投入和支持。除此之外,在全国两会中也重点强调了大力推动(tuīdòng)商业航天等战略性新兴产业。比如咱们前面(qiánmiàn)提到的自主导航(dǎoháng)技术、电(diàn)推进技术、空间机构技术。现在都(dōu)有很多商业航天企业也在大力的研发,逐渐成为国家航天的有效的补充,也带来了很多新的活力。

行星探测任务是周期非常长的航天探测任务,天问二号就到(dào)了十年,未来迈向更远的深空的时候,任务周期还会(háihuì)更长。为了(wèile)能在这么长的周期下保障航天器任务的可靠实施,一定需要坚实的人才队伍。

十年的时间,足够一个刚入职的青年设计师成长为一个专业技术骨干,甚至是技术带头人。从近年的航天(hángtiān)发射的直播中,我们也能看到(kàndào)队伍逐渐(zhújiàn)年轻化的趋势,有越来越多的青年人出现在了核心岗位上。

未来随着(suízhe)航天任务越来越复杂,从设计到(dào)管理到加工制造(zhìzào),再到保障运行等等,方方面面都(dōu)会需要更多的人才。也希望有越来越多的年轻人选择学习航天专业,加入航天行业,为我国的航天事业发展贡献力量。

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