北京時間5月29日凌晨1時31分，我國在西昌衛星發射中心使用長征三號乙火箭發射“天問二號”小行星探測器。“天問二號”計劃通過一次發射完成多項探測任務，對小行星2016HO3進行伴飛、取樣并返回地球，以及對主帶彗星311P開展伴飛探測。

這一次的飛行任務需要跨越4億公里，飛行時間長達十年之久。為了完成這一飛行目標，科研工作者們付出了怎樣的努力？記者采訪了南京大學參與“天問二號”飛行項目的科研人員，揭秘小行星探測背后的“南大力量”。

新華社記者 才揚 攝

他參與研發的分析儀也是此行“乘客”

將在太空“捕捉”粒子進行“解碼”分析

南京大學深空探測科學與技術研究院教授孔令高在中國科學院國家空間科學中心工作多年，他作為副主任設計師參與研發的帶電粒子與中性粒子分析儀，正是跟隨“天問二號”一起飛向太空的“乘客”之一。

孔令高告訴記者，天問二號帶電粒子與中性粒子分析儀的主要目標，是去探測小行星以及主帶彗星周圍的帶電粒子環境和中性氣體環境，包括這些粒子的能量、方向和成分信息。

專家解釋，處于宇宙空間的小行星和主帶彗星，沒有像地球上厚厚大氣層和地磁場的保護，會持續受到太陽“吹”過來的高速太陽風的轟擊。太陽風是速度在幾百公里每秒以上的帶電粒子流。這些帶電粒子轟擊小行星或主帶彗星表面以后，會反射或濺射出帶電粒子。太陽風還會從主帶彗星 “吹”出來一些中性氣體成分（來自主帶彗星表面或者內部）圍繞主帶彗星周圍。

“探測原理簡單來說，可以理解為通過一些特殊設計的感應元件，感應信號的強度大小對應粒子的能量；感應信號發生的位置對應粒子的方向；感應粒子的飛行速度來區分成分信息。”孔令高打了個比方，就好比瘦子跑得快，胖子跑的慢。“瘦子”對應個頭小，也就是質量數小的粒子，“胖子”對應個頭大，質量數大的粒子。

科學家給儀器穿好了“衣服”

確保在冷熱交替的環境下穩定工作

2020年，我國曾經成功發射“天問一號”，并且成功實現在火星表面的軟著陸，傳回了大量的科研數據。此番發射“天問二號”，并將探索的目標定在小行星和主帶彗星，飛行難度再次上升了不少。不少航天愛好者都表示好奇，小行星、主帶彗星的環境與火星不同，儀器如何確保在微重力、高低溫等極端條件下穩定工作？

孔令高解釋，天問二號將要探測的小行星和主帶彗星比火星小很多，都屬于個頭很小的天體。它們在環境上最大的區別是，火星有較為稠密的大氣，小行星幾乎沒有，主帶彗星會有一些，但是會非常稀薄。在小行星、主帶彗星周圍工作的儀器面臨的主要極端環境是高低溫交變。“也就是太陽光照射時會很熱、沒有太陽光照時很冷。對此，我們采取的措施主要有兩個方面，一方面是儀器采用的材料和元器件要具有較好的耐高低溫的能力，另一方面會給儀器‘穿’一層特殊的‘衣服’，再結合飛船提供一些的額外保護措施，確保儀器穩定工作。”

“十年磨一劍”探索太空未知

他要把大國擔當講給更多學生聽

“天問二號”的太空探測將耗時十年。用這么長的時間探索未知，到底值不值？孔令高表示，開創性的工作沒有“值不值”，“我們國家發展到這個階段了，需要為全人類的認知做貢獻，這是大國的擔當。”他告訴記者，通過對小行星和主帶彗星上的粒子進行探測，我們可以更好了解太陽風是如何影響這些小天體的演化的，揭示小天體的來源、歷史和未來演化方向等關鍵科學問題。甚至通過成分信息的探測還有助于我們了解生命起源的蛛絲馬跡。這些探測成果將加深公眾對于太陽系內天體和環境的認知，滿足人類的求知欲。同時也會引導人們思索其與地球環境的不同，激發保護美麗家園——地球的熱情。

“現在我依然是這臺儀器科學研究團隊的專家，參與儀器定標以及后續的科學數據應用工作。”孔令高2003年從南京大學天文與空間科學學院本科畢業后，一直在中國科學院國家空間科學中心深造和工作。2023年9月，他選擇回到南大，在南大蘇州校區繼續自己的科學研究。

“過去的20多年，我的科研和工作內容都和航天環境探測相關，參與了嫦娥一號、嫦娥二號、天問一號、天問二號、中國空間站等多個重要的航天項目。這些實戰的科研經歷對于我現在的教學很有幫助。”如今，孔令高會在課堂上介紹我國自己的探測計劃項目，以及所學知識在科研過程中的實際應用。“學生們聽起來更直觀和生動，期待著能夠激發更多學生投入中國的航天事業，繼續從事深空探測研究。”孔令高說。

揚子晚報/紫牛新聞 楊甜子