小行星：体量虽小价值却大

2023-11-07

◎本报记者赵汉斌

据美国国家航空航天局（NASA）介绍，美国“露西”号探测器11月1日飞越小行星“丁基内什”，这是其任务期将飞越的10颗小行星中的第一颗。此次飞越旨在测试“露西”号的追踪系统，为其未来探索木星特洛伊小行星群做准备。

小行星是太阳系中的小型天体，它们绝大多数在火星和木星之间绕太阳运行。尽管许多小行星的体积相对较小，但对人类来说，其科研价值非同寻常，吸引了众多科学家的目光。

在近日召开的中国科协年会主论坛上，中国探月工程总设计师、深空探测实验室主任兼首席科学家、中国工程院院士吴伟仁表示，针对近地小行星撞击地球这一极小概率、极大危害事件，中国将对一颗数千万公里外的小行星实施采样探测。无独有偶，NASA“灵神星”号探测器日前从约翰·肯尼迪航天中心发射升空，开启探索金属小行星——灵神星的旅程。据报道，未来6年时间内，这一无人航天器将飞行32亿公里；同时，这也是美国首个研究富含金属的小行星探索任务。

小行星是怎样的一类天体？人类如何主动探测小行星、认识小行星，甚至科学利用小行星？

发现的小行星数量已超120万

在太阳系中，小行星与水星、金星、地球等“大朋友”一样，环绕着太阳运动，但其体积和质量却比八大行星小得多。它们绝大部分分布在内太阳系，特别是火星和木星之间的小行星带。

小行星也是目前发现数量最多的太阳系天体。传统观点认为，它们是由太阳系形成时期的微行星演变而来的。虽然数量庞大，但只有极少数的小行星直径大于100千米。20世纪90年代以前，人们发现最大的小行星是谷神星，但随后在远离太阳的柯伊伯带内，人们又发现了一些直径比谷神星要大的小行星。如2002年发现的创神星直径为1280千米；2004年发现的亡神星，直径甚至可能达到1800千米。

自1801年意大利天文学家皮亚齐发现谷神星，直至20世纪90年代末，登记在册并被编号的小行星只有8000余颗。随着观测技术的不断进步，人们发现的小行星数量每天都在持续增长，有时甚至每个月都能发现多达数千颗新的小行星。根据小行星中心发布的数据，截至2023年3月，人们已经发现超过120万颗小行星，而这很可能仅是所有小行星中的一小部分。

对研究太阳系乃至宇宙意义重大

自皮亚齐发现谷神星之后，小行星就成为了人类探索太空的重要目标之一。但人类真正近距离探测小行星，则要到20世纪后期。人类通过一次次探测发现，小行星保存着太阳系形成、演化的原始信息，是研究太阳系起源的“活化石”，对揭示太阳系起源和演化历史、寻找地球生命起源以及未来的太空资源开发具有重要意义。

从科学价值角度来说，小行星是科学家研究太阳系形成和演化的重要样本。通过研究小行星的成分和结构，科学家可以更好地理解太阳系的早期状态及行星的形成和演化过程。此外，它们还可以提供有关地球和其他行星演化的重要信息。

从拓展资源角度来说，一些小行星可能富含水和贵金属等资源，这对于未来的太空开发和利用具有重要意义。到目前为止，人类已经探索了数百个小行星，并在一些小行星上发现了包括碳、硅、铁等元素以及水冰等在内的多种物质。

从规避潜在风险角度来说，虽然小行星撞击地球的概率非常低，但科学家仍需要跟踪并了解这些天体的运行轨道。如果一颗近地小行星有可能撞击地球，科学家就需要提前预警并评估潜在风险。

此外，小行星或许还可作为未来深空探测的中转站。

据了解，NASA此次探测的灵神星富含金属。基于已取得的观测结果，科学家认为，这颗直径约为220千米的小行星，30%至60%的成分是金属。据信，它是一颗存在于太阳系形成初期的远古行星体残留的核心，其构成可能与地球内核相似。

预计2029年到达指定位置后，“灵神星”号探测器将环绕这颗小行星开展为期26个月的科学考察，拍摄照片、绘制表面地图并收集数据以确定其成分。

“灵神星”任务首席研究员、美国亚利桑那州立大学教授琳迪·埃尔金斯—坦顿表示，此次探测活动将有助于科学家了解行星的形成过程，特别是人类居住的地球。

我国小行星探测任务正稳步推进

在小行星探测领域，中国也在发力。吴伟仁表示，中国将实施天问二号小行星采样探测任务，实现对特定目标小行星的采样返回，并对一颗主带彗星进行绕飞探测。

天问二号任务是我国首个小行星探测任务。2023年4月，中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥在接受媒体采访时表示，天问二号已经基本完成初样研制阶段的工作。“2025年5月前后，我们要实施天问二号的发射。”张荣桥说。

探测小行星的难点与探测火星不同。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，择机取样。据悉，天问二号任务的探测对象——近地小行星2016HO3，是国际公认的特殊天体，它距离地球超过4000万公里，且个头很小。

张荣桥表示，近地小行星2016HO3的直径只有40米左右。在采样时，它距离地球大约4300万—4500万公里。

完成这一主任务后，天问二号还将去探测一颗新近发现的主带彗星，实现“一‘器’探两星”的壮举。