交汇点讯 北京时间5月29日凌晨1时31分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭发射“天问二号”小行星探测器。“天问二号”计划通过一次发射完成多项探测任务，对小行星2016HO3进行伴飞、取样并返回地球，以及对主带彗星311P开展伴飞探测。

此次飞行任务需要跨越4亿公里，飞行时间长达十年之久。探测器搭载的10种科学载荷堪称“宇宙勘探套装”——透视小行星物质成分的可见红外成像光谱仪、可捕捉天体温度密码的热辐射光谱仪、像“太空金属探测器”般扫描磁场痕迹的磁强计、解码粒子微观世界的带电粒子与中性粒子分析仪……它们将在10年追“星”路中对目标天体进行全方位的观测和研究。

据了解，南京大学、南京航空航天大学有科研人员参与到这些科学载荷的研制中。记者邀请参与过“天问二号”科学载荷研制的科研人员、南京大学深空探测科学与技术研究院教授孔令高进行了科普。

他参与研发的分析仪也是此行“乘客”，将在太空“捕捉”粒子进行“解码”分析

南京大学深空探测科学与技术研究院教授孔令高在中国科学院国家空间科学中心工作多年，他作为副主任设计师参与研发的带电粒子与中性粒子分析仪，正是跟随“天问二号”一起飞向太空的“乘客”之一。

孔令高告诉记者，天问二号带电粒子与中性粒子分析仪的主要目标，是去探测小行星以及主带彗星周围的带电粒子环境和中性气体环境，包括这些粒子的能量、方向和成分信息。

专家解释，处于宇宙空间的小行星和主带彗星，没有像地球上厚厚大气层和地磁场的保护，会持续受到太阳“吹”过来的高速太阳风的轰击。太阳风是速度在几百公里每秒以上的带电粒子流。这些带电粒子轰击小行星或主带彗星表面以后，会反射或溅射出带电粒子。太阳风还会从主带彗星 “吹”出来一些中性气体成分（来自主带彗星表面或者内部）围绕主带彗星周围。

“探测原理简单来说，可以理解为通过一些特殊设计的感应元件，感应信号的强度大小对应粒子的能量；感应信号发生的位置对应粒子的方向；感应粒子的飞行速度来区分成分信息。”孔令高打了个比方，就好比瘦子跑得快，胖子跑得慢。“瘦子”对应个头小，也就是质量数小的粒子，“胖子”对应个头大，质量数大的粒子。

科学家给仪器穿好了“衣服”，确保在冷热交替的环境下稳定工作

2020年，我国曾经成功发射“天问一号”，并且成功实现在火星表面的软着落，传回了大量的科研数据。此番发射“天问二号”，并将探索的目标定在小行星和主带彗星，飞行难度再次上升了不少。不少航天爱好者都表示好奇，小行星、主带彗星的环境与火星不同，仪器如何确保在微重力、高低温等极端条件下稳定工作？

孔令高解释，天问二号将要探测的小行星和主带彗星比火星小很多，都属于个头很小的天体。它们在环境上最大的区别是，火星有较为稠密的大气，小行星几乎没有，主带彗星会有一些，但是会非常稀薄。在小行星、主带彗星周围工作的仪器面临的主要极端环境是高低温交变。“也就是太阳光照射时会很热、没有太阳光照时很冷。对此，我们采取的措施主要有两个方面，一方面是仪器采用的材料和元器件要具有较好的耐高低温的能力，另一方面会给仪器‘穿’一层特殊的‘衣服’，再结合飞船提供一些的额外保护措施，确保仪器稳定工作。”

“十年磨一剑”探索太空未知，他要把大国担当讲给更多学生听

“天问二号”的太空探测将耗时十年。用这么长的时间探索未知，到底值不值？孔令高表示，开创性的工作没有“值不值”，“我们国家发展到这个阶段了，需要为全人类的认知做贡献，这是大国的担当。”他告诉记者，通过对小行星和主带彗星上的粒子进行探测，我们可以更好了解太阳风是如何影响这些小天体的演化的，揭示小天体的来源、历史和未来演化方向等关键科学问题。甚至通过成分信息的探测还有助于我们了解生命起源的蛛丝马迹。这些探测成果将加深公众对于太阳系内天体和环境的认知，满足人类的求知欲。同时也会引导人们思索其与地球环境的不同，激发保护美丽家园——地球的热情。

“现在我依然是这台仪器科学研究团队的专家，参与仪器定标以及后续的科学数据应用工作。”孔令高2003年从南京大学天文与空间科学学院本科毕业后，一直在中国科学院国家空间科学中心深造和工作。2023年9月，他选择回到南大，在南大苏州校区继续自己的科学研究。

“过去的20多年，我的科研和工作内容都和航天环境探测相关，参与了嫦娥一号、嫦娥二号、天问一号、天问二号、中国空间站等多个重要的航天项目。这些实战的科研经历对于我现在的教学很有帮助。”如今，孔令高会在课堂上介绍我国自己的探测计划项目，以及所学知识在科研过程中的实际应用。“学生们听起来更直观和生动，期待着能够激发更多学生投入中国的航天事业，继续从事深空探测研究。”孔令高说。

链接：南京航空航天大学多团队参与天问二号任务的研制

天问二号探测器的主载荷之一热辐射光谱仪——肩负着科学探测和支撑工程实施两方面的重要任务，由航天五院508研究所和南京航空航天大学联合研制。南航科研团队结合热辐射光谱仪的特性，针对干涉数据处理、光谱定标、探测数据优化方法、小行星表面温度及发射率高精度反演等问题进行了系统研究，提出了数据处理方案，研制了支撑工程应用的数据处理软件系统，为工程实施和后续科学发现奠定基础。

南航科研团队还参与了天问二号机械臂相关研究，提出了一种刚柔耦合的星岩表面锚固方案，为探测器在2016HO3小行星上的附着与采样功能的实现提供了有力的技术支撑，助力我国首次小天体探测任务的顺利实施。

新华日报·交汇点记者 杨频萍