5月29日凌晨，“天问二号”成功进入预定轨道，启程造访首站“2016 HO3”——这颗一直作为地球邻居的近地小行星。这是我国首次小行星探测任务，将进行小行星采样并返回。

　　小行星被誉为“太阳系的活化石”，既是研究行星形成演化的天然实验室，也为未来太空资源开发提供潜在可能。小行星演化程度相对较低、保存了太阳系早期物质特征；同时可能蕴藏水冰、贵金属等资源；更引人注目的是，部分小行星表面尘埃中可能含有的有机物，成为探索生命起源的独特窗口。

　　来自中国科学院上海分院系统上海天文台、上海技物所、上海光机所、上海有机所以及上海硅酸盐所等5家研究所的相关成果助力天问二号“探星”。

“慧眼”辨成分、测距离

　　上海技物所承担了核心科学载荷之一的可见红外成像光谱仪和工程载荷远距离测距敏感器的研制工作。

　　红外成像光谱技术是探测天体表面成分分布的主要手段。可见红外成像光谱仪作为“天问二号”任务的核心科学载荷之一，将肩负起解析小行星物质成分的重任，为揭开太阳系起源之谜提供关键数据。面向百米尺度天体目标的高效观测任务需求，该光谱仪通过配置可见至中波红外光谱范围的光谱成像能力，在强资源（重量与功耗）约束条件下，实现高空间/光谱分辨率、高灵敏度的可见至中波红外宽谱段的光谱成像探测，可有效对存在特定光谱特征的硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氧化物等矿物，以及水冰等物质成分进行识别与制图，为解析近地小行星“2016 HO3”和主带彗星“311P”的物质组成提供全新视角。

　　远距离测距敏感器是“天问二号”探测器的重要载荷之一。依照小行星探测任务要求，探测器携带科学载荷，对近地小行星2016HO3开展绕飞探测，随后择机附着小行星表面采集小行星样本并返回地球附近释放返回舱，将小行星样品送回地球。后续探测器经地球、火星借力，经历7年时间飞行到达小行星带，对主带彗星311P开展绕飞探测。远距离测距敏感器在探测器飞越、伴飞、附着、采样返回等阶段，对探测器与目标天体的相对距离进行测量，提供测距数据给探测器进行导航。该敏感器上的关键光源组件——激光器由上海光机所研制。

　　此外，上海光机所还研制了双谱段脉冲光纤激光器，搭载在卫星激光一体化导航敏感器上，在接近小行星时对其地表进行扫描测绘。

“外衣”控温度、保绝缘

　　上海有机所研制生产的多种型号的有机热控涂层用于天问二号探测器设备外表面，在太空极端环境中利用不同太阳吸收率和热辐射率的涂层来调节其热平衡温度，以保证探测器在合适的使用温度内工作。上海有机所有机温控涂层研制组是上世纪六十年代为满足我国第一颗人造卫星“东方红一号”研制而成立的。几十年来，几代研制组科研人员已研制出几十种不同用途的有机温控涂层，应用于我国已发射和在研的各类卫星和航天器型号上。

　　上海硅酸盐所研制的多种型号二次表面镜以及薄膜用于天问二号探测器的热控系统及有效载荷；研制的光亮阳极氧化热控涂层及微弧氧化热控涂层用于天问二号电推进器，保障了航天器的精准热控和绝缘；研制的姿控发动机高温抗氧化涂层保障了航天器准确入轨、变轨和安全着陆。上海硅酸盐所是国内最早开展特种无机热控涂层材料研究的单位，自我国第一颗人造卫星“东方红一号”用铝光亮阳极氧化无机热控涂层研制任务开始，承担了我国几乎所有型号航天器用特种无机热控涂层的研制和生产任务，成功应用于风云系列卫星、载人航天工程、探月工程、北斗组网卫星、火星探测“天问一号”以及空间站等多个国家重大型号。

十年任务“智能牵线”

　　“天问二号”任务周期长达约10年，远离地球5亿公里，包含多个关键段，面临信号极其微弱、飞行控制过程复杂、测定轨精度要求高等挑战。

　　在跨越亿万公里的星际征途中，精准导航决定了成败。VLBI就像一组精准感受风筝方位的“智能牵线--即使风筝飞入云端看不见，也能通过多根”线（望远镜）的协同感知，精确算出它的位置和轨迹。

　　上海天文台已经深耕VLBI测定轨技术二十年，VLBI测定轨团队全面掌握了河外星系射电源与深空探测器的VLBI观测数据处理技术以及深空探测器的测定轨技术，形成了一整套拥有完全自主知识产权的关键技术。

　　本次任务，上海天文台VLBI测轨分系统将首次使用长白山（长白站）和日喀则（珠峰站）两个新建40m望远镜执行任务，与现有的上海天马（65m）和新疆乌鲁木齐（26m）观测站联合观测，并和经过升级后的上海VLBI中心共同构成了新的“四站一中心”VLBI测轨网络。

　　与之前的探月和深空探测任务相比，“天问二号”任务VLBI测轨分系统面临着新的技术难点，包括探测器飞行时间更长，接收信号更加微弱；飞行控制复杂，测定轨难度大。

　　为此，上海天文台VLBI测定轨团队展开了包括小行星弱引力场下的轨道确定技术和相位参考VLBI观测和数据处理技术研究及相关软件的研发。VLBI分系统将首次以总体计划模式控制观测和数据处理，提高数据处理的灵活性和多任务处理能力。

　　本次任务将实现VLBI技术在我国首次小行星探测高精度测定轨中的应用，进一步扩展VLBI技术在我国深空探测中的应用。