时间：2022-10-08 11:22:57
2012年12月13日，“嫦娥二号”卫星对第4179号小行星“战神”（图塔蒂斯）成功地进行了飞越探测，并首次进行了“图塔蒂斯”小行星的光学成像。这是我国首次对小行星的飞越探测活动，也是国际上首次获取到“战神”的图像。
“嫦娥二号”飞越探测“战神”
2012年12月13日16时30分，在距离地球约700万千米的深空，我国的“嫦娥二号”卫星成功飞越探测了以凯尔特神话中的战神“图塔蒂斯”（Toutatis）命名的4179号小行星。
“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日18时59分58秒顺利发射升空，于10月6日准确进入月球捕获轨道，实现绕月飞行，成为我国第二颗月球卫星。
截至到2011年4月1日的半年设计寿命期满时，“嫦娥二号”圆满完成了预定的各项工程任务和科学探测，取得了丰硕的成果，实现了六项主要技术突破：突破了运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术；试验了X频段深空测控技术，初步验证了深空测控体制；验证了100千米月球轨道捕获技术；验证了100千米×15千米轨道机动与快速测定轨技术；试验了LDPC遥测信道编码、高速数据传输、降落相机等技术；对“嫦娥三号”预选着陆区进行了高分辨率成像试验。
在后续的拓展试验阶段，“嫦娥二号”又完成了轨道倾角调整、月球两极图像补拍、再下虹湾成像及图像获取等多项工作。作为我国探月工程二期的先导星，“嫦娥二号”卫星于2011年6月9日开展第三项拓展试验——受控从月球轨道出发飞往日地拉格朗日L2点。8月25日起，“嫦娥二号”环绕L2点进行了为期10个月的科学探测，获得了地球远磁尾离子能谱、太阳耀斑爆发等的科学数据，拓展试验又取得圆满成功。到了2012年6月，卫星已经安全绕飞L2点一圈半。
此后，为进一步扩大卫星应用价值，科研人员又决定对“嫦娥二号”卫星任务再次实施拓展，控制其脱离L2点绕飞轨道，对近地4179号小行星“图塔蒂斯”进行飞越探测。
从2012年5月开始，中国科学院就组织了国家天文台及云南天文台、紫金山天文台等单位的多个观测台站对“图塔蒂斯”进行地面观测，成功地获取了大量观测资料，得到了较为可靠的定轨结果，为“嫦娥二号”卫星飞越小行星做了充分的准备。
为验证成像方案的正确性，科研人员们提前进行了卫星对地球和月球成像的试验，获得了理想的效果，这为探测期间的成像过程获得成功提供了有力的支持。
在从L2点奔赴“图塔蒂斯”的飞行过程中，“嫦娥二号”卫星首先通过两次轨道控制脱离了L2点绕飞轨道，进入飞越“图塔蒂斯”的转移轨道，之后在转移轨道上进行了四次中途修正。其问，2012年10月，佳木斯、喀什两个深空测控站开始对“嫦娥二号”卫星进行测控跟踪，这有效弥补了USB测控站跟踪距离的局限。
2012年12月13日16时30分，“嫦娥二号”按照预期与“图塔蒂斯”交会，此时太阳－小行星－卫星之间的夹角为28度，相对速度为10.73千米／秒，卫星与小行星最近距离仅为3.2千米，满足了成像的基本要求。
2012年12月13日16时30分，“嫦娥二号”与小行星“图塔蒂斯”由远及近地擦身而过。在交会时，“嫦娥二号”星载相机对小行星进行了光学成像，成像过程采用小视场的太阳翼监视相机对小行星进行远离拍照，即在飞越前，卫星调整姿态，将太阳翼相机视场指向特定空间，提前开始拍摄；当卫星逼近小行星之后，在逐渐远离的过程中，小行星进入相机视场。由于光照条件的原因，“嫦娥二号”飞越小行星之后，向“回”拍的照片效果比较好，所以“嫦娥二号”对“图塔蒂斯”的拍摄采用了这种“回头看”的拍摄方式。在“嫦娥二号”的相机中，小行星会首先出现在视场边缘，而且比较大，然后随着距离的增加而逐渐减小，并靠近视场中心。科研人员根据获取到的高清晰图片进行成像距离的分析后，发现卫星与小行星相距最近时只有93千米，几乎就是在飞越瞬间捕捉到的。这是国际上首次实现对该小行星实施的近距离探测。
成像结束后，立即进行了图像数据传输。此时，卫星处于停旋姿态，定向天线指向地球。成像数据是分段进行下传的，每段数据传输结束后，地面就会立即进行数据处理。首幅有效图像于当晚20时前后处理完毕。
“嫦娥二号”完成与小行星“图塔蒂斯”的交会之后，会继续飞向更加遥远的深空，预计在2013年1月与地球的距离将超过1000万千米。截至目前，“嫦娥二号”卫星各项工况正常、稳定，正在不断刷新着我国航天器的飞行距离纪录。
“嫦娥二号”卫星与“图塔蒂斯”的深空交会，是我国首次开展小行星飞越探测，也是国际上首次实现对“图塔蒂斯”的近距离探测。再拓展试验成功验证了小天体轨道设计和逼近／飞越控制能力，为小行星探测积累了经验，使我国继美国、欧洲空间局和日本之后成为第4个探测小行星的国家（组织），也为我国深空测控站的测控跟踪能力提供了实战验证。
探测数据的接收
2012年6月1日，“嫦娥二号”受控成功变轨，脱离了L2点环绕轨道，飞往小行星“战神”，开展又一项拓展试验。在“嫦娥二号”奔向小行星的路途中，还进行了空间环境方面的科学探测，太阳风离子探测器、太阳高能粒子探测器每天定时开机探测，获取空间环境探测数据。另外，X射线谱仪和微波探测器也择机开机，获取科学探测数据。载荷开机期间，整颗卫星的能源应用平衡、设备工作正常，数据记录、下传也很正常。整个再拓展期间，有效载荷累计开机探测时间超过了615小时，地面接收到的有效探测数据量达到了32G比特。
2012年12月13日16时20分，太阳翼监视相机开机工作，16点45分关机，整个飞越拍摄过程历时25分钟，国家天文台密云站的50米口径天线完成了此次探测活动数据接收工作。
此次“图塔蒂斯”小行星的探测数据接收与以往“嫦娥二号”数据接收不同。一是距离远，“嫦娥二号”以往的数据接收最远也就150万千米，而此次数据接收，卫星与地球之间的空间距离超过了700万千米，并且采用了新的下行码速率下传；二是任务重，“嫦娥二号”飞越小行星探测是我国第一次进行的对小行星的空间探测活动，其数据的重要性可想而知，所以必须确保数据能够完整无误地安全接收。
为了确保数据接收工作，地面应用系统早在半年前就进行了地面接收设备的检验工作。根据理论计算和实际数据接收情况，地面应用系统对星一地距离在700万千米以上时的信道余量进行了分析，并于小行星飞越探测任务前的半个月就进行了星一地链路的实测试验，确保了地面数据接收和处理设备的任务状态可靠。
“嫦娥二号”按预定计划成功地飞越探测了“图塔蒂斯”小行星。位于密云的50米天线完成了数据接收准备，并实时跟踪了“嫦娥二号”下行信号。从12月13日17时34分地面接收到了第一帧探测数据开始，至当日23时35分，共接收到了262M比特的探测数据，这些数据是飞越小行星探测时最关键的50秒过程中拍摄到的图像，也就是从交会时刻开始后的50秒数据。当日完成数据接收后，地面应用系统在半个小时内完成了全部数据的信道解码和数据恢复工作，并将数据及时发送给了有关单位。至此，“嫦娥二号”飞越小行星的探测数据接收处理获得了圆满成功。
此次小行星近距探测的成功再次刷新了“中国高度”。短短两年间，从距地球38万千米外的月球，到150万千米远的日地拉格朗日L2点，再到700万千米外的小行星……“嫦娥二号”卫星突破并验证了我国卫星对小天体探测的轨道设计与飞行控制技术，实现了我国航天飞行从40万千米到700万千米远的大跨越。飞越小行星后，“嫦娥二号”正向着更远的深空飞行。这次数据接收的成功，也检验了密云站50米天线接收距离地球700万千米以外的空间探测器数据的能力，为我国未来的深空探测任务的数据接收工作奠定了坚实的基础。
目标小行星“战神”
小行星探测是近年来深空探测的热点之一，那么“嫦娥二号”为什么要选择“图塔蒂斯”小行星作为700万千米深空的探测目标呢？
太阳系中已发现的小行星是以数字编号排序的，截止到2011年5月，已获得编号的小行星有279722颗。事实上，小行星被发现后，会先给予临时编号，在获得精确轨道数据之后才会被赋予永久编号，在获得永久编号后才可对其命名。通常发现者有权提出对小行星的命名，他们有10年时间来考虑名称。但由于小行星数量庞大，多数小行星并没有名称，而且很可能永远都不会有名称。目前已命名的小行星只有16000颗。
中国探月工程总体部依据“嫦娥二号”与小行星的交会时间、交会时星地距离、速度增量、探测效果等约束条件，从包含60多万颗小行星的数据库中，最终遴选出了国际编号4179的“图塔蒂斯”作为再拓展试验探测目标。同时，该小行星的形状及自转极具特点，对其开展研究有助于了解小行星在早期太阳系的演化等重要科学信息。
“图塔蒂斯”小行星的英文名字为Toutatis，中译名为图塔蒂斯。这个名字之前并不为世人所熟知，虽然曾在法国动画片《阿斯泰利克斯历险记》中多次出现，但影响仅局限于欧美，这次“嫦娥二号”将其作为探测目标，使它第一次受到了世界的关注。
“图塔蒂斯”是凯尔特神话中“战神”的名字。凯尔特人在上属于多神崇拜。与古希腊神话一样，他们也有着属于自己民族的神话体系——凯尔特神话，其中的重要神明有植物神与母神玛托娜，多产神、万兽之王、国家神及冥神塞努诺斯，三位摩莉甘女战神等。就像古希腊神话中的“战神”被称为阿瑞斯，而古罗马神话中的战神则被称为玛尔斯（Mars）一样，凯尔特人也在自己的神话中塑造了独一无二的战神“图塔蒂斯”。在神话中，战神往往被塑造为民族或部落的保护神，是力量与权力的象征，往往尚武好斗、戕戮厮杀，哪里有战事，哪里就有他的身影。
不同文明的神话总是这个文明不可或缺的一部分。古代凯尔特文明中最令人印象深刻的特征是德鲁伊。德鲁伊是指在凯尔特社会和宗教中，被认为具有与众神对话的超能力的人。
两千多年前，凯撒大帝在征服高卢地区的凯尔特部落后曾说：“凯尔特人只有两种重要阶级：战士与德鲁伊。”德鲁伊不仅是修士，也是医生、教师、先知与法官。他们负责教育年轻人，在法律诉讼中担任法官，并有预言未来的能力。他们是君王的顾问及百姓的统治者。德鲁伊将橡树奉为圣木。据说他们拥有把人变成动物以及与神明、精灵、动物对话的魔力。他们可以透过鸟类的飞行方式、祭品内脏的外观预言未来。
与凯尔特神话相对应的凯尔特文明是欧洲的古老文明之一，与声名显赫的古希腊、古罗马文明并存。据历史学家研究，凯尔特人最早从中亚草原向西迁徙，公元前2000年定居在中欧，是一些有共同文化和语言特质的、有亲缘关系的民族的统称，目前主要包括爱尔兰人、威尔士人、苏格兰盖尔人和布列塔尼人。在文学家的笔下，凯尔特人往往身材魁伟、长颅白肌、金发碧眼，与身材相对矮小、肤色略暗、发色眼色较深的大部分南欧的希腊人、罗马人形成鲜明对比。对于普通中国人来说，可能更为熟悉的是美国NBA篮球联赛中成立于1946年的波士顿“凯尔特人队”（Boston Celtics）。对足球非常了解的人或许还会知道苏格兰超级足球联赛中也有一支“凯尔特人队”。
“图塔蒂斯”小行星的国际正式永久编号为4179，它首次被发现是在1934年2月10日，但很快它就丢失了，直到1989年1月4日，法国天文学家克里斯蒂安·波斯拉才再次发现它，并以凯尔特神话中战神的名字“图塔蒂斯”为其命名。
这颗小行星长4.5千米、宽2.4千米、高1.9千米，质量约为500亿吨。它的外形非常不规则，分成两个明显的分叶，看起来像一颗花生。
事实上，太阳系中的小行星大多都奇形怪状，但外形却多像土豆，中间粗、两端细。如果小行星体积足够大，还会在自身引力的作用下不断旋转而趋向于球体；而“图塔蒂斯”则与大多数小行星不同，它有着花生一样的外形，呈哑铃状，两头大，中间细。
对于“图塔蒂斯”独特的外形，有科学家认为是由于其成分比较均匀，就像搓橡皮泥一样，在旋转中逐渐变成中间细两端大的外形；也有人认为，“图塔蒂斯”原来也是像土豆一样，但是后来不断经历其它小行星的撞击，结果就严重变形了；也有推测认为，“花生”的两端是两颗原本独立的小行星，在偶然的低速碰撞中连接在一起了，才变成了我们现在看到的样子。
另外，“图塔蒂斯”的运动方式也很怪异。利用地基雷达观测的图像分析，“图塔蒂斯”在围绕太阳的轨道上运动的同时，还围绕着自身的纵轴旋转，综合起来的结果就是不停地翻滚着前进，就像一个陀螺一样。
小行星的反射光谱是反映小行星物质组成的重要信息，“图塔蒂斯”小行星的反射光谱为S型，这显示它是一类岩石质地的小行星，主要由各类的硅酸盐矿物组成。
从小行星分类上看，“图塔蒂斯”是一颗艾琳达族小行星，这类小行星的轨道半长轴约为2.5天文单位，离心率约在0.4～0.65之间。由于轨道共振的缘故，这些天体的运行轨道离心率会因为木星的引力作用而缓慢且稳定地增加，直到近距离遭遇其它行星，才可能打破共振关系。从另一种小行星分类上看，“图塔蒂斯”小行星也可以归类于阿波罗型小行星。这类小行星轨道近日距约小于1天文单位，因此可深入到金星，甚至水星轨道以内，轨道倾角和偏心率大，总数大约有1000颗。
“图塔蒂斯”同时也是一颗火星轨道穿越小行星，轨道周期为四年。由于其轨道近日点处于地球轨道附近，轨道远日点接近木星轨道，所以基本上每四年接近地球一次。2012年12月12日，“图塔蒂斯”与地球之间的最近距离只有690万千米；上一次“图塔蒂斯”接近地球是在2008年11月9日，距离地球约751万千米；2004年，“图塔蒂斯”与地球最近时距离仅约160万千米；在2069年，“图塔蒂斯”与地球的最近距离将为297万千米。相对于月球与地球之间的平均距离38万千米，“图塔蒂斯”距离地球还是很远的。所以，它与地球发生撞击的几率微乎其微。但是小行星“图塔蒂斯”仍是迄今为止靠近地球的小行星中最大的之一，历史上距地球最近距离只有88万千米，所以被美国宇航局收入“潜在危险小行星”名单之中。
天文学上将地球与太阳之间的平均距离（约1.5亿千米）定义为一个天文单位。当一颗小行星距离地球最近不到0.05天文单位，也就是大约750万千米时，就有可能被地球引力改变运转轨迹，直至被地球捕获而相撞，这类小行星被称为“对地球构成潜在威胁的近地小行星”。
迄今为止，观测到与地球距离接近0.05天文单位的小行星有8000多颗，不过大部分都很小，平均直径大于1千米的小行星约有800颗～900颗。
据推测，一颗直径不小于150米的小天体撞击地球引发的海啸和地震，就足以影响到人类居住的区域，而平均每一万年会发生一次如此规模的撞击事件。若是直径大于1千米的小行星撞击地球，则可能造成影响一整个大陆的毁灭性事件。若是直径达到10千米的小行星撞击地球，地球就可能发生生物大灭绝。距离现在最近的一次重大小行星撞击事件，是1908年发生在俄罗斯西伯利亚地区的通古斯大爆炸，产生的能量相当于1000多颗广岛原子弹。而发生在6500万年前的撞击事件则很可能导致了曾经统治地球的恐龙的灭绝。
由于小行星撞击地球可能引发灾难，世界各国纷纷建立了自己的监测网络，如我国科学院紫金山天文台盱眙观测站等台站都装有观测近地天体的天文望远镜。同时，多国还制定了专门的计划，如林肯近地小行星研究计划（LINEAR）、近地小行星追踪（NEAT）和洛威尔天文台近地天体搜索计划（LONEOS）等，这些计划都在密切监视着对地球有潜在威胁的近地小行星，并以它们为主要研究对象，以研究小行星轨道变化、发现异动信息，以提前着手应对，保护人类自身和地球环境的安全。