天问二号抵达小行星Kamoʻoalewa：中国首次小行星采样返回任务全解析

天问二号将如何采集样本

为了在这个体积小、自转快的天体上最大化成功率，天问二号携带了三种不同的采样模式：

• 触地即走（TAG）： 一种继承自隼鸟2号和OSIRIS-REx任务的快速表面接触技术。探测器伸出机械臂，短暂接触表面，发射弹丸扬起表土并将其捕获。这是采集松散表面物质的主要方法。
• 锚定附着： 一种独特的备用方法。四个小型机械臂将探测器直接锚定在小行星上，然后钻孔或铲取机构从地表下数厘米深处收集物质。专为TAG可能失效的较硬或更致密地形设计。
• 悬停采样： 根据实际情况可用的第三种模式。

目标是采集200至1000克的样本——远超日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）隼鸟2号（约5.4克）或美国国家航空航天局（NASA）OSIRIS-REx（约121.6克）的采集量。

任务时间线：从小行星到彗星

在将样本返回舱投送返回地球后，探测器母船将利用地球引力弹弓变向，飞往主带彗星311P/PanSTARRS（P/2013 P5）——位于小行星带中的一颗活跃、喷射尘埃的天体。它将在2034-2035年左右抵达进行轨道插入和飞越研究，使这一任务成为长达十年的双目标太空探险。

Kamoʻoalewa是月球碎片吗？一场激烈的科学辩论

天问二号旨在解答的最引人入胜的问题之一就是Kamoʻoalewa的起源。目前的证据指向两个方向。

月球碎片假说（主流观点）

多项同行评审研究（包括发表在《自然·通讯》和《通讯·地球与环境》上的文章）表明，Kamoʻoalewa的反射光谱与空间风化的月球硅酸盐几乎完美匹配，而非典型的主带小行星。它偏红的光谱、类似地球的轨道以及靠近地月系统的位置，强烈表明它是月球喷射碎片——很可能来自哥白尼陨石坑或乔尔达诺·布鲁诺陨石坑——在撞击中被炸离月球，随后被地球的1:1共振轨道捕获。它是已知少数几个地球“准卫星”之一。

主带小行星挑战（2026年6月）

2026年6月发表在《自然·通讯》上的一项新研究对月球起源说提出了挑战。该研究认为，Kamoʻoalewa的光谱特征可能与内主小行星带中的某些S型小行星（包括花神星族）一致，且其当前轨道并不必然需要月球起源来解释。研究指出，小行星的高速自转和微小体积可能仅通过空间风化就能产生类似的光谱红化。

结论： 月球起源假说仍是主流解释，但这场辩论仍在进行。天问二号带回的样本将通过比对同位素比率、矿物组成和稀有气体特征与已知月球样本，给出最终答案。

天问二号为何重要：中国的深空雄心

天问二号在多个层面具有战略意义：

• 中国首次小行星样本返回： 使中国成为继日本和美国之后第三个将小行星样本带回地球的国家。
• 史上首个双目标（小行星+彗星）任务： 目前没有其他国家尝试过用单个航天器同时实现从小行星采样返回和随后历时十年的彗星交会。
• 技术首创： “锚定附着”采样方法是世界首创的采样技术；如果成功，将赋予中国在小型不规则天体上采样的独特能力。
• 行星防御价值： 了解近地小行星的组成和结构可直接为小行星偏转策略（如动能撞击器效果）提供依据。
• “天问”系列计划的组成部分： 天问二号紧随成功的天问一号火星轨道器/巡视器（2021年）之后，并将衔接天问三号（火星样本返回，约2030年）、天问四号（木星系统，约2030年代）以及潜在的海王星飞越和金星探测任务。
• 国际格局： 与NASA的OSIRIS-REx、JAXA的隼鸟2号以及即将实施的NASA-JAXA联合火星卫星探测（MMX）任务（火卫一样本）一道，天问二号将中国牢牢置于小天体样本返回俱乐部之中，并赋予其任何其他航天机构目前都不具备的独特双目标探测能力。