《小王子》星球照进现实，该如何探测?

　　在童话《小王子》中，小王子居住在一颗名为B-612的小行星上，这颗小行星甚至没有一间房屋大。小王子每天要疏通星球上的火山口，拔掉面包树幼苗以防其撑破星球。

　　如今，这样微小的星球在现实中有了对应：日本小行星探测器“隼鸟2号”正飞向新目标天体——小行星1998 KY26。最近，科学家基于全球各地望远镜获得的多次观测结果表明，这颗小行星的直径仅约11米，约为原先估计值的1/3;其自转周期则缩短至约5分钟。如此微小的行星，给探测器带来了重重挑战。

　　隼鸟2号探测器着陆小行星1998 KY26表面想象图。

　　独具价值的小行星

　　太阳系小行星带内所有小行星的质量总和只有月球质量的约4%。即便将所有太阳系内的小行星加在一起组成一个单一天体，其直径也不会超过1500公里。然而1998 KY26这样微小的小行星看似不起眼，实则蕴含着巨大的科学价值。

　　从科学研究角度而言，小行星是研究太阳系起源和演化的珍贵样本。在太阳系形成初期，大量尘埃和气体聚集形成了行星和各种小天体。微小行星由于体积小、质量小，在漫长的演化过程中，物理和化学变化相对较少，保留了更多太阳系早期的原始信息。通过研究微小行星的成分、结构和表面特征，科学家可以更深入地了解太阳系形成初期的物质组成和分布情况，以及行星形成的具体过程。

　　从探索生命起源的角度而言，目前科学家发现一些小行星尘埃中含有有机物。这为研究地球生命起源提供了重要线索，有助于探索生命在宇宙中是否普遍存在及形成途径。另外，部分小行星富含水冰，水是生命存在的关键因素，研究小行星上的水冰分布、形成和演化，可为理解生命起源所需的物质来源提供依据。

　　从行星防御的角度来看，微小行星虽然体积小，但数量众多，而且它们的轨道可能受到各种因素的影响从而发生改变，存在与地球碰撞的风险。如果小行星的质量足够大，一般认为其直径超过1公里，撞击地球后就会对生态环境和人类生活产生巨大影响。通过对小行星进行探测和研究，人类可以更好地了解它们的物理特性和轨道特征，建立更完善的小行星监测和预警系统，从而保护地球和人类的安全。

　　从资源开发角度而言，小行星可能蕴含着丰富的资源。随着航天技术的不断进步，未来小行星可能成为人类大规模进军深空的战略资源。对微小行星的探测可以为人类未来的资源开发奠定基础，为制定合理的开发策略提供参考。

　　小行星构成大挑战

　　然而，要探测并在这类微小天体上着陆，探测器面临着诸多前所未有的挑战。

　　首先是精准定位与导航难题。小行星一般体积微小，在浩瀚宇宙中其反射的光线极其微弱，这使得探测器在距其较远时很难准确锁定它的位置。而且，小行星的轨道可能会受到其他天体引力、太阳辐射等因素的影响而发生难以预料的变化，这进一步增加了定位的难度。

　　在接近过程中，探测器需要不断调整自己的飞行轨迹，以确保能够准确抵达目标。这就如同在一场浓雾中，驾驶着一艘小船，要精准地驶向一个极其微小且不断移动的浮标，任何一点微小的误差都可能导致探测器与目标擦肩而过。

　　其次是着陆时的稳定性问题。小行星一般处于快速旋转状态，自转周期极短。当探测器尝试着陆时，小行星表面的不同部位会以极快的速度交替面向探测器，使得探测器很难找到一个稳定的位置进行着陆。此外，小行星质量小，引力也非常微弱，探测器在着陆过程中稍微受到一点外力，就可能偏离预定着陆点，甚至被弹回太空。就像在一个飞速旋转且表面光滑的小球上放置一个重物，重物很难保持稳定，稍有不慎就会滑落。

　　再次，小行星表面特性复杂，给探测器提出了极高的要求。由于距离遥远，人类对于小行星的表面特性了解有限。但一般来说，其因为体积小，表面可能布满了各种不规则的凸起、凹陷和碎石。这些复杂的地形会给探测器着陆带来极大挑战。探测器的着陆装置需要能够适应各种不同的地形，确保在接触表面时能够稳定支撑探测器，避免因地面不平整而导致探测器倾斜或损坏。

　　还需注意的是，小行星表面没有大气层，无法像地球那样通过大气摩擦来给探测器减速，探测器需要依靠自身的推进系统来完成减速和着陆过程，这对推进系统的精度和可靠性提出了极高的要求。

　　迎难而上的“秘籍”

　　为克服这些困难，科学家们提出了一系列创新的方法和技术。

　　在精准定位与导航方面，可采用多手段联合定位的方法。除了传统的光学导航外，科学家还可以结合雷达探测技术定位小行星。雷达可以发射电磁波并接收反射波，通过分析反射波的时间延迟和频率变化，精确测量探测器与小行星之间的距离和相对速度。恒星导航也可用作辅助手段，通过探测器上的星敏感器识别周围的恒星，可以确定探测器在太空中的姿态和位置，进一步提高定位的准确性。

　　针对着陆时的稳定性问题，可以设计具有自适应能力的着陆系统。探测器的着陆腿可以采用可调节长度的设计，在着陆过程中根据小行星表面地形自动调整长度，确保每个着陆腿都能与表面良好接触，提供稳定支撑。此外，可以在着陆腿上安装缓冲装置，当探测器接触小行星表面时，缓冲装置能够吸收冲击力，减少对探测器本体的震动。

　　要想应对小行星的飞速自转，可以采用分阶段着陆的策略：先让探测器在小行星上方一定高度保持相对静止，等待小行星表面一个相对平坦且旋转速度较慢的区域转到合适位置时，再迅速下降着陆。还可以利用小行星的自转动力，通过合理的轨道设计和着陆时机选择，使探测器在着陆过程中借助小行星的自转能量，实现更平稳的着陆。

　　对于小行星表面特性复杂的问题，可以在探测器着陆前，通过远程探测手段尽可能详细地了解小行星表面的地形地貌，从而选择一个相对平坦、安全的着陆点。同时，为探测器配备先进的表面感知系统，可以在探测器着陆过程中实时监测小行星表面情况，一旦发现着陆点存在危险，及时调整着陆策略。

　　此外，可以设计具有柔性结构的探测器主体，当着陆腿接触到不规则表面时，主体结构可以发生一定程度的变形，以适应地形变化，避免因局部受力过大而导致探测器损坏。

　　“隼鸟2号”飞向小行星1998 KY26的征程，是人类探索宇宙的勇敢尝试。尽管面临诸多挑战，但通过科学家们的不懈努力和创新，未来人类终将揭开微小行星的神秘面纱。

文章转载于：中国航天报·飞天科普周刊