地球有一颗大多数人不知道的小跟班。它叫振荡天星(Kamo'oalewa),直径不到100米,每28分钟自转一圈,绕着太阳的轨道和地球几乎同步,像一只甩不掉的小狗,在我们身边兜着慢悠悠的圈。上周末,中国的天问二号探测器悄悄完成了一次关键的发动机点火,已经飞到了它附近。
中国航天局还没正式宣布这个消息,但德国和荷兰的业余无线电爱好者用射电望远镜追踪到了这次变轨。接下来四周,天问二号将一步步逼近这颗小行星,给它拍照、画地图,为之后的采样做准备。如果一切顺利,2027年,振荡天星的样本将被送回地球。
这是人类第一次尝试从这么小、转这么快的天体上取样。
振荡天星是地球已知的七颗准卫星之一。准卫星不是真的绕地球转,它们绑定的是太阳,只不过公转周期恰好和地球合拍,从我们的视角看,就像在地球周围画着缓慢的圆。月亮是正式编制,这七颗算编外人员。它太小了,地面望远镜只能看到一个模糊的光点,连形状都看不清。用欧空局Hera任务首席研究员帕特里克·米歇尔的话说:我们对它几乎一无所知。
地面观测倒是抓住了一条线索。这颗小行星的表面偏红色,和月球岩石的光谱相似。据此,一批行星科学家提出了一个大胆猜想:振荡天星可能是月球的一块碎片。在过去约1000万年内的某个时候,一颗天体砸中月球背面,砸出了直径22公里的焦尔达诺·布鲁诺撞击坑,飞溅的碎块被抛入太空,其中一块恰好落进了和地球同步的轨道,成了今天的振荡天星。
反对派不买账。赫尔辛基大学的米卡埃尔·格兰维克用统计模型算过,一颗处在振荡天星轨道上的小行星,来自火星和木星之间小行星带内侧的概率是来自月球的10倍。他的理由很直接:以振荡天星的尺寸,要从月球表面被撞飞出来,而且是在最近1000万年内,这在统计上太反常了。
吵是吵不出结果的,把石头带回来化验才行。如果样本的同位素组成和月球岩石吻合,月球碎片说就赢了,顺带还能帮科学家校准撞击物理的模型,搞清楚一次撞击到底能把多大的东西甩多远。如果样本指向小行星带,那振荡天星表面的红色就不是月球血统的标记,只是长期太空风化的结果,这会迫使科学家重新审视其他红色小行星的分类方式。
不管起源是哪边,采样本身就是一道难题。
振荡天星每28分钟转一圈,表面重力几乎为零,而且没有人见过它的表面到底长什么样。天问二号的任务论文推测,表面可能覆盖着毫米到厘米级的碎屑,但底下可能是一整块巨石,也可能是一堆碎石勉强粘在一起。28分钟的自转速度其实是个线索:如果它是松散的碎石堆,在这样的自转下应该会不断甩出碎屑。马里兰大学行星科学家克里斯蒂娜·哈泽尔判断,它更可能是一块完整的岩石,或者几块大石头紧紧抱在一起。
为了应对这种不确定性,天问二号准备了三种采样方式。
第一种叫触碰即走,和日本隼鸟2号、NASA的OSIRIS-REx用过的方法类似。一个盘状采集头短暂接触表面,内部的旋转刷子和高压气体把碎屑扫进收集舱,然后探测器立刻弹开。
第二种是悬停取样,探测器漂浮在小行星上方,伸出机械臂去表面舀一勺。听起来简单,但哈泽尔打了个比方:这就像你漂在泳池水面上,试图从池底捞东西,身边什么都没得扶。机械臂铲地的反作用力会把探测器推走,姿态控制稍有差池就前功尽弃。三种方案里,这种风险最大。
第三种是锚定附着。机械臂末端有一个爪钩加尖刺的装置,直接扎进小行星表面,把探测器钉住再取样。前提是振荡天星的地面足够结实、没有大块障碍物挡路。米歇尔说,按理论推算,这么快的自转速度下表面不该有松散的巨石,但谁知道呢,也许有些石头是被细尘粘住的。
准备三套方案这件事本身就透露了信息。如果纯粹为了科学回报最大化,你会选一颗更大、转得更慢的目标,用已经验证过的方法去采样。但如果你的眼光放在未来的小行星资源开发上,逻辑就变了。太阳系里小天体比大天体多得多,而且小的几乎都转得很快。在一颗又小又快的目标上练手,是在为将来做准备。
根据中国社交媒体上流传的一份未经官方证实的时间表,天问二号7月4日将进入距振荡天星20公里以内的近距离观测阶段。这份时间表此前预报的每一个节点,都和实际执行完全吻合。如果采样成功,探测器将在明年4月离开振荡天星,2027年11月飞掠地球时把样本舱弹射回来。返回舱将以每秒12公里的速度冲进大气层,比嫦娥五号和嫦娥六号的月球样本返回还要快、还要猛,最终降落在内蒙古。
甩掉样本舱之后,天问二号不回家。它会借地球引力弹弓加速,飞向311P彗星,2035年抵达。
哈泽尔说,振荡天星比人类之前采过样的丝川、龙宫和贝努都小、转得都快,从没有人在近处看清过这个尺寸的小行星。哪怕采样失败,只要拍回一批高清照片,也是头一份。
答案最快下个月就能揭晓。
~~~~~~
图为艺术家对深空小行星的想象图,图源:Nazarii Neshcherenskyi/Getty Images
信源:Jones, Andrew. "China’s Tianwen-2 spacecraft arrives at one of Earth’s mysterious ‘quasi-moons’." Scientific American, edited by Lee Billings, 11 June 2026
