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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,天问二号任务(rènwù)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(shèjì)周期(zhōuqī)10年(nián)左右,如此长的任务周期,是否拉开了太空探索新的序幕?此次任务的“双目标探测”探什么?有多难?天问二号的十年之约对于我们的航天人才储备意味着什么?中国航天史(hángtiānshǐ)上最长太空任务如何接力完成?

第一棒:精度达到10.9环(huán)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(shǒucì)执行地球逃逸轨道发射,对火箭的入轨(rùguǐ)精度要求更高。第一棒的发射任务水平怎么样?工作人员说,这次发射的精度比预想(yùxiǎng)的还(hái)高。

中国西昌卫星发射中心 张润红:天问(tiānwèn)二号探测器是(shì)一个重大的工程,它(tā)像一个接力赛,我这一棒已经圆满成功了,希望它后续的探测、采样、返回都能圆满成功。

探月与航天工程中心副主任、天问二号任务新闻发言人(fāyánrén) 韩思远:天问二号任务是我国首次开展行星际取样返回(fǎnhuí),这次任务实施难度大,周期长、风险高,我们29日发射任务取得了圆满成功,但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(yǎnhuà)带来更多的突破(tūpò)和发现。

未来(wèilái)十年 天问二号要走哪些“路”?

目前,天问二号任务的(de)接力棒已经从(cóng)火箭移交到了探测器上。发射入轨后,天问二号还将经历12个飞行(fēixíng)阶段。这次任务是“双目标探测”:

  • 首先(shǒuxiān),天问(tiānwèn)二号要先用两年半左右(bànzuǒyòu)的时间,完成对小行星2016HO3的探测(tàncè)、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目标——主带彗星311P,进行7年多的飞行和(hé)科学探测。

值得注意的(de)是(shì),这次“双目标探测”的两段任务可谓是一近(yījìn)一远、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的“炙烤(zhìkǎo)”,而飞向311P时,则要开始(kāishǐ)怀念此前的阳光了。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(xìnxī)?

探月与(yǔ)航天工程中心副主任、天问二号任务新闻发言人 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(fǎngzhēn)推演,我们也是针对这些(zhèxiē)不确定性(bùquèdìngxìng)采取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:据现有的(de)资料,它(tā)的直径可能只有(zhǐyǒu)100米左右。这个(zhègè)小行星(xiǎoxíngxīng)非常特别,我们不知道它是什么样的成分,来自哪里,有人(yǒurén)说它可能是月球(yuèqiú)飞出去的,也有人说可能是在地球形成的时候还残余的原料,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。

天问二号旅途近(jìn)10年

与“短期”任务(rènwù)有何不同?

天问二号开启了我国首次对地外小天体的“双目标探测”,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(rúcǐ)长的任务周期,和(hé)以往相对短期的任务相比有何不同(bùtóng)?

北京航空航天大学(běijīnghángkōnghángtiāndàxué)宇航学院副教授 张晓天:天问二号(èrhào)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有很多的新的技术的突破。我们举两个例子,分别是自主的探测导航还有(háiyǒu)电推进。

先说自主探测导航,探测器从伴(cóngbàn)飞到接触小行星的控制必须极其精准,稍有不慎就可能发生侧翻、碰撞(pèngzhuàng)等这样的意外。为此,天问二号采用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(chéngdù)来去(qù)应对这样的挑战。

再说电推进(tuījìn),因为整个(zhěnggè)任务周期长达十年,对(duì)航天器(hángtiānqì)的动力系统提出了(le)更高的要求。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。

天问二号的(de)任务周期跨度(kuàdù)在十年,与之相比,之前嫦娥(chángé)六号探月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。

在如此长的任务下,除了前期要做足充分的准备之外,在这十年(shínián)内都(dōu)需要有专门的技术队伍,持续(chíxù)监测管理天问二号探测器的运行状态,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,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不断地经历新(xīn)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(mùbiāo),所以比(bǐ)以往的卫星长期运行(yùnxíng)维护的难度也要大。

太空探索 年轻人才(cái)正不断涌入

近(jìn)10年的(de)任务(rènwù)周期,让天问二号探测任务成为中国航天(hángtiān)史上周期最长的任务。长周期的任务接力不仅需要技术支持,更需要人才储备。目前,嫦娥团队、神舟团队平均年龄是(shì)(shì)33岁,北斗团队平均年龄是35岁。除了年龄,人才类型也更加多元。面对航天装备制造技能人才的缺口,去年底,教育(jiàoyù)部在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制造和维修维护领域吸引更多年轻人(niánqīngrén)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:在这些新的技术突破的背后,首先(shǒuxiān)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商业航天等战略性新兴产业。比如(bǐrú)咱们(zánmen)前面提到的自主导航技术、电推进技术、空间机构技术。现在(xiànzài)都有很多(hěnduō)商业航天企业也在大力的研发,逐渐(zhújiàn)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,天问二号就到了十年,未来(wèilái)迈向更远的深空的时候,任务周期还会更长。为了能在这么(zhème)长的周期下(xià)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(shì)技术带头人。从近年的航天发射的直播中,我们也能看到队伍逐渐年轻化的趋势,有(yǒu)越来越多的青年人出现在了(le)核心岗位上。

未来随着航天任务越来越复杂(fùzá),从设计到管理到加工制造,再到保障运行等等,方方面面都会(huì)需要更多的(de)人才。也(yě)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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