科技日?qǐng)?bào)記者 付毅飛

46億年前，一片巨大分子云中的一部分發(fā)生引力坍縮，形成了由太陽(yáng)、行星、衛(wèi)星等天體構(gòu)成的太陽(yáng)系天體系統(tǒng)。此后，天體間的俘獲、碰撞、位置遷移等，推動(dòng)太陽(yáng)系演化至今。

如今，我們?cè)诘厍蛏蠋缀跻呀?jīng)無(wú)法找到幾十億年前的物質(zhì)了，它們?cè)缫言诘刭|(zhì)演化過程中被湮沒或改造。不過，小行星被認(rèn)為是太陽(yáng)系形成過程中沒有成為行星的殘留物質(zhì)，而且它們體積小，不會(huì)像行星那樣發(fā)生地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，從而保留著太陽(yáng)系形成時(shí)的原始狀態(tài)和原始物質(zhì)。同時(shí)，小行星還可能為地球帶來了水以及形成生命的有機(jī)物質(zhì)。因此，探測(cè)和研究小行星，可以認(rèn)識(shí)太陽(yáng)系的最初物質(zhì)組成，更好地研究太陽(yáng)系的形成和演化，還有助于研究生命的起源和發(fā)展。

早期，天文學(xué)家只能用望遠(yuǎn)鏡對(duì)小行星進(jìn)行觀測(cè)，但即使使用最大的望遠(yuǎn)鏡，也只能觀測(cè)到針尖大小的光點(diǎn)。

隨著航天技術(shù)發(fā)展，科學(xué)家在利用空間探測(cè)器開展行星探測(cè)任務(wù)時(shí)，有時(shí)會(huì)讓探測(cè)器在路過小行星時(shí)“摟草打兔子”，順道拍幾張照片。1991年10月，美國(guó)伽利略號(hào)木星探測(cè)器飛掠蓋斯普拉小行星，第一次拍回小行星的特寫鏡頭。2012年12月，我國(guó)嫦娥二號(hào)也在實(shí)施拓展任務(wù)過程中，與圖塔蒂斯小行星擦身而過，并對(duì)其進(jìn)行了光學(xué)成像。這是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)圖塔蒂斯的近距離探測(cè)。

不過，無(wú)論是天文觀測(cè)還是掠過式探測(cè)，都存在距離遠(yuǎn)、時(shí)間短、分辨率低等不足。上世紀(jì)90年代，國(guó)際上首個(gè)專用小行星探測(cè)器亮相。

1996年2月，美國(guó)尼爾號(hào)小行星探測(cè)器發(fā)射升空。它是美國(guó)國(guó)家航空航天局“發(fā)現(xiàn)計(jì)劃”的首個(gè)探測(cè)器，主要目標(biāo)是獲取第433號(hào)小行星——愛神星的物理和地質(zhì)特性，確認(rèn)其礦物組成和元素成分。

2000年2月，尼爾號(hào)成功實(shí)現(xiàn)人類航天器首次進(jìn)入環(huán)繞小行星運(yùn)行軌道。此后3個(gè)月里，它逐漸靠近愛神星，通過搭載的6臺(tái)儀器，獲取愛神星的尺寸、質(zhì)量、密度、磁場(chǎng)、巖石成分以及元素組成等情況。2001年2月12日，尼爾號(hào)降落在愛神星表面，成為世界上首個(gè)在小行星表面著陸的探測(cè)器。尼爾號(hào)共拍攝16萬(wàn)幅圖片，獲取的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)超預(yù)期。

2003年5月9日，日本發(fā)射該國(guó)首個(gè)小行星探測(cè)器——隼鳥號(hào)，飛向位于地球和火星之間的絲川小行星。隼鳥號(hào)共采集了約1500顆微粒樣品，總質(zhì)量約0.0018克，實(shí)現(xiàn)了人類首次從小行星采樣返回。

在火星與木星之間的小行星帶里，有兩顆著名小行星：灶神星和谷神星（國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)2006年提出新定義，將谷神星升格為矮行星）。它們都形成于太陽(yáng)系早期，并且因?yàn)槟拘且ψ饔枚莼t緩。灶神星是與地球類似的巖狀天體，谷神星則是典型的冰雪天體，這樣兩個(gè)極不相同的天體竟能同處一個(gè)小行星帶，令科學(xué)家充滿好奇。

2007年9月27日，美國(guó)黎明號(hào)小行星探測(cè)器升空，開始了人類首次環(huán)繞灶神星和谷神星的探測(cè)之旅。經(jīng)過近4年漫長(zhǎng)旅行，黎明號(hào)于2011年7月飛抵灶神星，圍繞它運(yùn)行了14個(gè)月，采集了珍貴數(shù)據(jù)和圖像。2015年3月，黎明號(hào)進(jìn)入谷神星軌道，在這里完成了全部使命，直至2018年其燃料耗盡，與地球失去聯(lián)系。

近20年，國(guó)際上還發(fā)射了隼鳥2號(hào)等多個(gè)小行星探測(cè)器，探測(cè)方式包括伴飛、附著、取樣返回、撞擊等多種形式。