5月29日，天問二號探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。此次任務(wù)將通過一次發(fā)射，實(shí)施近地小行星2016HO3伴飛、取樣、返回以及主帶彗星311P伴飛探測等多項(xiàng)任務(wù)。

小行星2016HO3是人類發(fā)現(xiàn)的第一顆地球準(zhǔn)衛(wèi)星，它不是地球的天然衛(wèi)星，也不屬于典型的近地小行星，而是一顆軌道參數(shù)與地球幾乎相同的繞太陽公轉(zhuǎn)的小行星。

天問二號的“探星”之旅充滿挑戰(zhàn)。在伴飛、著陸、返回等過程中，“四川智造”將為其保駕護(hù)航，確保信息高效接收。專家介紹，本次任務(wù)最大的特點(diǎn)是執(zhí)行雙任務(wù)，且將持續(xù)到2034年，是中國航天史上任務(wù)周期最長的一次任務(wù)。

具體來說，任務(wù)涉及火箭發(fā)射、探測器入軌、軌道轉(zhuǎn)移、探測器著陸、探測器采樣和返回等環(huán)節(jié)，由運(yùn)載火箭、發(fā)射場、探測器、測控通信和地面應(yīng)用等多個(gè)分系統(tǒng)保障執(zhí)行。其中，中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所深度參與，負(fù)責(zé)佳木斯66米深空站的研制建設(shè)。

在火箭發(fā)射階段，需要地面對探測器持續(xù)接力跟蹤，監(jiān)測探測器入軌姿態(tài)是否正常。從這個(gè)階段開始，十所研制的測控系統(tǒng)便參與到任務(wù)中來。探測器入軌后，外形酷似一口“大鍋”的佳木斯66米深空站作為主力測控站點(diǎn)，在其他陸海測控站的配合下，發(fā)揮著超強(qiáng)“聽診器”和“遙控器”的作用，為天問二號著陸小行星提前注入指令數(shù)據(jù)，進(jìn)行軌道和導(dǎo)航控制。

上行通信時(shí)，深空站向探測器發(fā)送遙控指令，讓其完成調(diào)整姿態(tài)、軌道修正、點(diǎn)火制動等動作；下行通信時(shí)，進(jìn)行遙測數(shù)據(jù)傳輸，包括探測器平臺健康數(shù)據(jù)、載荷數(shù)據(jù)、相機(jī)和紅外設(shè)備數(shù)據(jù)，并完成雙向測量，包括對探測器徑向速度和距離的測量。

為了提高通信性能，中國電科十所團(tuán)隊(duì)從多方面努力。首先是高增益天線，通過增大天線口徑來提升信號接收增益，同時(shí)保證天線的高精度指向。其次在接收鏈路設(shè)計(jì)中，要盡可能降低噪聲，提升信噪比。為此，采用了超低溫冷卻的放大器。此外，還要對信號進(jìn)行穩(wěn)定可靠地跟蹤解調(diào)，利用極窄帶寬高階鎖相環(huán)技術(shù)和高編碼增益信道編譯碼技術(shù)，提升低信噪比下的解調(diào)性能。

相比天問一號伴飛火星4個(gè)月，天問二號將伴飛小行星2016HO3一年。這顆小行星是國際公認(rèn)的具有獨(dú)特性的小行星，因此需要探測器更長時(shí)間的伴飛，持續(xù)傳回高分辨率圖像。然而，更長的伴飛時(shí)間帶來更大的挑戰(zhàn)，考驗(yàn)測控設(shè)備的穩(wěn)定性。任務(wù)操作復(fù)雜度也更大，包括降落、取樣、返回等環(huán)節(jié)，對地面通信系統(tǒng)要求更高。

當(dāng)天問二號運(yùn)行至2034年時(shí)，距離地球很遠(yuǎn)，信號很弱，數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)低于天問一號任務(wù)中探測器著陸火星后的直接對地通信數(shù)據(jù)速率。此外，此次任務(wù)還將采用不同于以往任務(wù)的測距體制，適用于深空遠(yuǎn)距離測控場景，能充分利用信號功率，從而降低距離捕獲時(shí)間。

去年9月到11月，中國電科十所團(tuán)隊(duì)配合測控通信系統(tǒng)，與探測器之間進(jìn)行了星地正樣對接試驗(yàn)，確認(rèn)地面測控通信系統(tǒng)與探測器之間的信號接口是否匹配，確保正式任務(wù)順利執(zhí)行。就在任務(wù)正式開始之前，團(tuán)隊(duì)協(xié)同地面測控通信系統(tǒng)，有條不紊地持續(xù)檢查探測器狀態(tài)，做好處理預(yù)案等準(zhǔn)備工作。

滿載期待，天問二號一頭扎進(jìn)星辰大海。展望未來，中國的探月與深空探測任務(wù)也將進(jìn)入高速發(fā)展階段——預(yù)計(jì)將在2026年發(fā)射嫦娥七號探測器，為建立月球科研站基本型奠定基礎(chǔ)；2028年左右發(fā)射“天問三號”，實(shí)施火星采樣返回任務(wù)；還計(jì)劃在2030年前后實(shí)施載人登月計(jì)劃。隨著月球與深空探測相關(guān)項(xiàng)目加快推進(jìn)，還會有一系列技術(shù)和挑戰(zhàn)需要突破，盡管面臨著很大的壓力，也要全力奮戰(zhàn)保證任務(wù)萬無一失。