0 引言
表 1 国外小行星专访任务*Table 1 Foreign asteroid missions |
| 任务 | 国家和地区 | 年份/年 | 目标 | 任务目标 | 有效载荷 | 立方星/着陆器 |
| NEAR-Shoemaker[5] | 美国 | 1996 | 433 Eros | 研究小行星的形态、矿物学和元素组成； 探索小行星的内部结构和演化历史； 了解小行星的物理特性，如密度、表面特征 和可能的磁场； 通过轨道和着陆探测，验证新的深空探测 技术和设备 | 多光谱成像仪MSI； 近红外光谱仪NIS； 三轴磁强计MAG； X/gamma射线谱仪XRS/GRS； 激光测距仪NLR | — |
| 隼鸟号[6] | 日本 | 2003 | 25143 Itokawa | 通过对小行星Itokawa进行采样返回研究小行 星的成分、结构和演化过程，从而揭示太阳系 的起源和演化； 验证离子发动机推进、自主导航、微重力环境 样本采集、直接再入地球轨道回收样本和低推 力与引力辅助结合等小行星探测技术 | 激光测距仪LIDAR； 近红外光谱仪NIRS； X射线荧光光谱仪XRS； 宽视场相机ONC-W； 望远相机AMICA； 样本采集器 | MINERVA 着陆器 |
| 黎明号[7] | 美国 | 2007 | 谷神星、 灶神星 | 对谷神星和灶神星进行环绕探测； 研究谷神星表面和内部结构； 研究谷神星地质特征和热演化过程； 验证灶神星是否具有基性岩性质； 研究灶神星内部结构； 分析灶神星表面成分和地质特征； 对比两颗小行星的演化，研究太阳系早期 环境和行星形成过程 | 分幅相机FC； 可见光和红外光谱成像仪VIR； 伽马射线和中子探测器GRaND | — |
| 隼鸟2号[8-9] | 日本 | 2014 | 162173 Ryugu | 对小行星Ryugu进行多点原位测量，并采集 表面和次表层样本返回； 研究C型小行星Ryugu的表面和次表面特性，了解小行星矿物、水和有机物相互作用和地质演化过程； 进行人工撞击试验，研究小行星物理特性，研究 动能撞击成坑过程及其动力学机制 | 光学导航相机ONC-T； 激光测距仪LIDAR； 近红外光谱仪NIRS3； 热红外成像仪TIR； 样本采集器SMP； 小型撞击器SCI | MINERVA-II- 1a/b着陆器； MINERVA-II-2 着陆器； MASCOT 着陆器 |
| OSIRIS-Rex[10] | 美国 | 2016 | 101955 Bennu | 采集小行星Bennu表面至少60g风化层样品返回 地球，研究其矿物和有机物的性质、历史和分布； 对小行星Bennu进行全球物理、化学和矿物学 测绘，研究其地质和动力学历史； 精细测量采样区的风化层； 研究Yarkovsky效应的影响和相关特性； 通过与地面望远镜观测进行对比，验证和改进 小行星观测技术 | 可见光和红外光谱仪OVIRS； 热发射光谱仪OTES； 相机套件OCAMS； 激光测距仪OLA； 风化层X射线成像光谱仪RExIS； 样本采集与返回装置SARA | — |
| Lucy[11-12] | 美国 | 2021 | 木星特洛 伊小行星 | 研究木星特洛伊小行星的表面地质特征； 研究木星特洛伊小行星的表面成分； 研究木星特洛伊小行星的内部和整体特征； 研究木星特洛伊小行星的卫星和环带 | 全色相机和红外光谱成像仪L'Ralph； 高分辨率相机L'LORRI； 热红外光谱仪L'TES | — |
| DART[13] | 美国 | 2021 | Didymos/ Dimorphos 系统 | 对Dimorphos实施动能撞击，验证动能撞击 小行星防御技术； 研究动能撞击效应； 研究动态小行星相关科学问题 | 导航相机DRACO | LICIACube 立方星 |
| Psyche[14] | 美国 | 2023 | 16 Psyche | 研究Psyche是否行星核心或者未融化物质； 分析Psyche表面各区域的相对年龄； 研究Psyche与地球高压内核中轻元素的类同关系； 研究Psyche形成的环境条件； 测绘Psyche的地形特征 | 多光谱成像仪×2； 磁强计×2； 伽马射线和中子谱仪； 深空光学通信DSOC | — |
| HERA[15] | 欧洲 | 2024 | Didymos/ Dimorphos 系统 | 测量Dimorphos的质量，确认DART的撞击 动量传递因子； 详细研究DART产生的撞击坑，研究成坑机制； 观察撞击等过程产生的细微动力效应； 研究Dimorphos表面和内部特性，及其对撞击 效应的影响 | 小行星取景相机AFC； 热红外成像仪TIRI； 激光测距仪PALT； 高光谱成像仪 Hyperscout | Milani立方星； Juventas立方星 |
*不包含彗星和柯伊伯带天体 |
本文第1节将详细介绍立方星和着陆器在国外小行星任务中的应用，第2节将根据我国首次小行星防御任务的任务形式，给出通过搭载立方星和着陆器的方案设想，并分析其任务收益和关键技术。
1 立方星和着陆器在小行星任务中的应用
日本隼鸟号搭载的小型跳跃机器人MINERVA是世界上第一个面向小行星表面探测的着陆器。隼鸟2号中搭载了两套MINERVA-II和由欧洲团队研发的微纳着陆器MASCOT，提升了隼鸟2号的科学回报。美国DART任务和欧洲HERA任务则利用立方星来完成主星无法独立完成的任务。本节将对立方星和着陆器在小行星任务中的实际和潜在应用场景进行介绍。
1.1 立方星
1.1.1 DART任务LICIACube立方星
DART任务的科学任务还包括对动能撞击成坑和抛射物演化等撞击效应机理进行研究。这些研究任务通过DART搭载的一颗6U立方星LICIACube完成。LICIACube立方星是由都灵Argotec航空航天工程公司研制，并由意大利航天局（ASI）进行任务组织管理，是第一个完全由意大利团队执行的深空探测任务。LICIACube的任务目标包括：（1）证实DART对Dimorphos成功实施动能撞击；（2）拍摄至少3张不同时间和相角的抛射物羽流，帮助研究抛射物粒径分布、速度分布和羽流结构；（3）在抛射物羽流变得足够稀薄时拍摄至少3张撞击坑的图片；（4）拍摄至少3张Dimorphos的背面照片，提高形状和体积评估精度。
LICIACube尺寸为30 cm×20 cm×10 cm（6U），质量为14 kg，通过两组太阳能电池板供电。搭载两台光学仪器，分别为窄视场单色相机LEIA（Liciacube Explorer Imaging for Asteroid）和宽视场彩色相机LUKE（Liciacube Unit Key Explorer），如图1 所示。两台光学仪器的性能参数见表2 。
LICIACube在撞击Dimorphos前15天由DART释放，并在撞击后165 s时飞掠过Dimorphos，从撞击前71 s到撞击后320 s对撞击过程进行拍摄。对图像的分析结果显示撞击产生的喷射物羽流为椭圆形锥体，半张角分别为69°和51°，该结果表明抛射物羽流形态与小行星材质和内聚力、撞击点附近是否有巨石、撞击器的形状等因素有关；通过图像还观察到了喷射物羽流存在丝状结构和团块结构，并获得了抛射物速度分布从每秒几十米到500 m/s。这些发现可为研究撞击的动量传递因子β和小行星物理特性等问题提供重要的帮助。
1.1.2 HERA任务立方星Milani和Juventas
HERA任务是由ESA实施的小行星任务，已于2024年10月发射。主要任务目标包括：（1）测量Dimorphos的质量，确定DART撞击的动量传递因子β；（2）详细观测DART撞击产生的撞击坑，研究撞击坑形成机制以及其对动量传递因子的影响；（3）观察细微的动力学效应；（4）对Dimorphos的表面和内部物理特性进行详细测绘，研究其对动能撞击效应的影响，使动能传递因子可以缩放到其他小行星上。
HERA主星搭载的星载载荷包括光学相机AFS（两台）、高光谱成像仪HyperScout-H、激光高度计PALT、热红外成像仪TIRI和X波段无线电科学装置X-DST。另外还搭载了两颗立方星Milani和Juventas，主要用于完成对Dimorphos进行测绘和质量测量，如图2 所示。
Milani和Juventas立方星的基本参数配置见表3 。
表 3 Milani和Juventas立方星的基本参数配置Table 3 Basic parameter configuration of Milani and Juventas CubeSats |
Milani的任务目标包括：（1）对Didymos双星进行全表面高精度测绘，获得双星表面高分辨图像和矿物学信息；（2）通过对撞击坑的观测评估DART的撞击效应；（3）对双星系统周围的尘埃云进行测绘；（4）通过建立星间链路辅助Juventas完成重力场测量。
Milani的主载荷是高光谱成像仪ASPECT，由4个成像单元组成，可覆盖500~2500 nm的总成像波段，比HERA主星搭载的两台AFC的波段（420~850 nm）更宽，而且Milani的测绘轨道将会比HERA主星距离更近，均可获得米级成像分辨率。ASPECT在双星表面测绘、风化层粒径分布测量、撞击坑未经风化物质分析和着陆点确定等任务中可作为AFC的补充和增强。ASPECT和HERA主星AFC的性能指标对比见表4 。Milani的次要载荷是尘埃探测器VISTA，用于测量双星系统周围10 μm以下的尘埃云分布，是Milani的独立任务。
表 4 ASPECT和HERA主星AFC的性能指标对比Table 4 Comparison of performance indicators between ASPECT and HERA's host satellite AFC |
| AFC（HERA） | ASPECT | ||||
| VIS | NIR1 | NIR2 | SWIR | ||
| 视场角/(°) | 5.5 | 10×10 | 6.7×5.4 | 6.7×5.4 | 5 |
| 图像尺寸（pixel） | 640×512 | 640×512 | 1 | ||
| 像素尺寸/μm | 14×14 | 5.5×5.5 | 15×15 | 15×15 | 1 mm |
| 光谱范围/nm | 420~850 | 500~900 | 850~ | ||
| 光谱精度/nm | 80 | <20 | <40 | <40 | <40 |
Juventas的主要任务包括：（1）测量Dimorphos的质量，获得DART撞击准确的动量传递因子β；（2）测量Dimorphos的内部结构；（3）测量Dimorphos的表面材质。
测量Dimorphos质量是计算出DART撞击Dimorphos产生的动量传递因子的关键，HERA将通过多重技术手段对Dimorphos的质量进行测量，其中Juventas的任务将起到关键作用。Juventas将通过与HERA建立星间链路无线电科学对Didymos和Dimorphos高阶重力场进行精确测量，从而获得Dimorphos的质量，如图3 所示。在星间链路无线电科学测量任务中，Juventas将沿半径仅2 km的轨道环绕双星系统。
根据分析，使用星间链路无线电科学可将Didymos和Dimorphos的质量测量精度提升至0.01%和0.1%，相比仅通过HERA与地球通信的无线电科学测量精度（0.2%和1.6%）可提升超过1个数量级[20]。
另外，Juventas将利用JuRa测量Dimorphos的内部结构。JuRa发射频率为60 MHz，测量深度约100 m，可测出Dimorphos完整的内部结构。
在任务最后阶段，Juventas将降落在Dimorphos表面，通过HERA的AFC观测其着陆前自由下降阶段的加速度，可辅助测量着陆区的重力场。Juventas触碰Dimorphos表面后将发生几次弹跳，借助Juventas携带的加速度计和陀螺仪识别着陆过程动态，可分析Dimorphos的表面材质，类似MASCOT在Ryugu表面着陆时完成的任务。Juventas平稳着陆后，将利用重力计GRASS直接测量原位重力数据，帮助构建Dimorphos的完整重力场。
1.2 着陆器
1.2.1 MINERVA系列跳跃机器人
MINERVA（MIcro-Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid）系列跳跃机器人面向小行星表面原位探测而开发，如图4 所示。第1台MINERVA由JAXA研发，搭载于隼鸟号，计划部署在小行星Itokawa表面，但在部署过程因释放距离太远而部署失败。隼鸟2号搭载两套MINERVA-II跳跃机器人，其中MINERVA-II-1成功部署并发回探测数据，MINERVA-II-2在部署前失效，后用作重力场测量技术试验。
MINERVA系列机器人尺寸和质量非常小，使用扭矩装置实现在小行星表面跳跃移动。其搭载相机、温度计、电位计等探测器和光二极管、加速度计、陀螺仪等敏感器，通过覆盖其表面的太阳能板提供工作电压，MINERVA系列跳跃机器人简介见表5 。
表 5 MINERVA系列跳跃机器人简介Table 5 MINERVA series of jumping robots |
MINERVA-II-1a/b包括两台相同的机器人，于2018年9月21日成功部署在小行星表面。拍摄到了小行星表面的图像，测得小行星表面温度和电位，并成功地在小行星表面实现跳跃移动，如图5 所示。
MINERVA-II-2的在轨测试阶段发现处理器已失效，无法完成既定的Ryugu表面部署和观测任务。经过研讨，团队决定利用MINERVA-II-2进行一种重力场测量试验。隼鸟2号将MINERVA-II-2在距离Ryugu表面1 km处释放，使其沿环绕Ryugu赤道的轨道自由降落到Ryugu表面，MINERVA-II-2部署轨道计算如图6 所示。通过隼鸟2号主星的光学设备ONC的观测获得其下落的轨道，证实MINERVA-II-2绕行了小行星超过一周，验证了一种测量小行星重力场的新方法的可行性[23]。
1.2.2 微纳着陆器MASCOT
MASCOT(Mobile Asteroid Surface SCOUT)着陆器[24]是日本隼鸟2号搭载的一台国际合作载荷，由德国DLR和法国CNES联合研制，MASCOT部署过程示意如图7 所示。MASCOT外形为28 cm×29 cm×21 cm的长方体，质量约为9.8 kg。
MASCOT搭载了4台科学仪器：照相机MASCam、高光谱红外辐射MicrOmega、热辐射计MARA、磁强计MASMAG，科学仪器的性能指标见表6 。MASCOT也可以通过与MINERVA类似的摆锤装置实现跳跃，用于调整姿态和进行移动。MASCOT使用不可充电电池供电，大约可维持16 h的工作时长，MASCOT内部结构如图8 所示。
表 6 MASCOT四台科学仪器的性能指标Table 6 Performance indicators of four scientific instruments in MASCOT |
| 科学仪器 | 性能指标 |
| 照相机MASCam | 视场角：54.8°； 传感器： 像素分辨率：209.05角秒/像素； 光谱范围：400~ 照明LED发光波长：470 nm、530 nm、 640 nm、805 nm |
| 高光谱红外辐射MicrOmega | 光谱范围：0.99~3.65 μm； 视场角：3.2 mm×3.2 mm 光谱分辨率：20 cm−1（2 nm@1 μm，25 nm@3.6 μm）； 空间分辨率：在小行星表面处25 μm |
| 辐射计MARA | 光谱范围：5.5~7、8~9.5、9.5~11.5、13.5~15.5 μm； 视场角：18°； 温度范围：123~373 K |
| 磁强计MASMAG | 采样率：10 Hz； 磁场测量精度：1 nT |
MASCOT的科学目标包括：（1）通过下降、近距离成像和光度测量研究米级至毫米级的表面特性，包括风化层的物理特性、纹理、形态和微小撞击坑；（2）以毫米级精度确定风化层岩石碎片和粒度分布；（3）在黑暗阶段通过4个光谱通道识别成分和纹理的小尺度不均匀性；（4）提供小行星表面的现场地质背景，作为隼鸟2号轨道测量的地面背景和所有其他原位测量的背景。
隼鸟2号于2018年8月在距离Ryugu表面61 m处释放MASCOT。成功部署在Ryugu表面后MASCOT共计工作17 h，略微超过预期。其间进行了两次跳跃，测量了Ryugu表面3个不同位置。MASCOT获得了一系列探测数据，为隼鸟2号星载载荷的测量数据和返回样品分析提供参考，补充和加强了隼鸟2号的科学发现：（1）通过对MASCOT下落和弹跳动作中与小行星表面的接触过程的姿态识别，获得了小行星表面的机械特性；（2）通过MASCam的观察数据，确认了隼鸟2号载荷ONC在小行星表面发现的4种岩石中的两种，并对其纹理、内含物和粒径分布进行了测定，表明Ryugu表面缺乏直径小于2 cm的风化物；（3）通过MARA测得巨石的昼夜周期温度变化，得到巨石的热导率较低，印证了隼鸟2号测得的数据，结合（2）的发现，表明C型小行星由比预期更多的多孔物质构成，解释了地球缺乏该类陨石的现象；（4）MASMAG的测量表明Ryugu表面没有巨石尺度的磁场。
MASCOT的成功，为学者们提供了新的思路，并且定义了一种新的探测器类型——微纳着陆器（NanoLander）。在隼鸟2号之后，ESA曾在AIDA项目AIM任务论证过程中提出了搭载微纳着陆器MASCOT2的方案。在我国“天问2号”任务的国际载荷征集中，欧洲团队也曾提出搭载微纳着陆器CALICUT的方案。C. Lange等学者从科学和技术角度对微纳着陆器在小天体探测任务中的潜在应用前景等进行了系统性的分析，认为微纳着陆器在多种类型的小天体任务中均可以较低的成本增加获得更多的科学回报[25]。
1.2.3 小行星着陆器的重要机遇——地震学测量
HERA任务的前身AIM任务论证阶段，N. Murdoch等学者曾研究利用地震学测量方法分析Dimorphos内部结构和物质分布的可能性[26]。研究表明，在小行星表面部署单个或多个地震仪，通过对天然微流星体轰击、热断裂或潮汐力产生的地震波进行测量，可分析出Dimorphos的风化层厚度、表面不均匀性和孔隙率等特性。地震学测量被列入AIM任务论证的机遇任务，并计划通过微纳着陆器MASCOT2搭载的加速度计实现。E.Asphaug等学者的研究也表明，小行星地震学测量理论上还可以用于撞击成坑过程等撞击效应研究[27]。虽然地震学测量的设想因AIM的推迟而被取消，但学者们仍在继续推进小行星地震仪技术的发展，目前已经完成了原理样机的地面测试。联合国外层空间事务厅UNOOSA（United Nations Office for Outer Space Affairs）下属的空间任务计划咨询小组SMPAG（Space Mission Planning Advisory Group）在2023年发布的最新一版近地小行星探测载荷清单中包含地震仪，在C.Lange等学者总结的微纳着陆器可应用的科学仪器里面也包含地震仪[25]。但根据目前已公开的资料，在已立项的未来小行星任务中尚不明确是否包含地震仪。
2 我国首次小行星防御任务
2.1 我国首次小行星防御任务
我国目前已公布了首次小行星防御任务，主要目标是验证动能撞击技术和研究动能撞击效应。任务将采用“伴飞观测+撞击+伴飞评估”任务形式[28]，包含两颗飞行器——观测器和撞击器，并将选取30 m级的小型小行星作为撞击目标。任务过程大致如下：
（1）观测器先与目标小行星交会并进行详细探测，获得小行星的基本特性和撞击前的状态信息，辅助小行星精密定轨；
（2）撞击器将抵达并高速撞击目标小行星，在该阶段观测器将后退至安全距离，对撞击过程和抛射物进行观测；
（3）撞击后，观测器将再次对小行星进行详细测量，对撞击坑和撞击后表面状态进行测绘，并辅助小行星撞击后精密定轨，评估动能撞击产生的状态变化和轨道偏移。
目前观测器的有效载荷配置已有初步的设想[29]，包括中视场彩色相机、光谱及激光三维探测仪、探测雷达和尘埃与粒子分析仪，可对小行星的三维形貌、自转周期、反照率、地质特征、物质成分和空间环境等方面的状态进行测量。
2.2 立方星和着陆器的应用设想
根据我国首次小行星防御任务的基本构成和任务形式，参考国外小行星任务应用立方星和着陆器的经验，可考虑在本次任务中搭载立方星和着陆器，通过以下任务方式提升任务的效益，如图9 所示。
（1）测量小行星高精度重力场。小行星质量是获得动量传递因子β最为关键的物理量。另外，小行星重力场微弱且不规则，为探测器近距离探测和载荷部署等需要迫近小行星的动作带来控制困难。因此，精确获得小行星重力场分布十分关键。然而，首次小行星防御任务的目标小行星仅为30 m级尺度，其重力场将极难利用探测器与地面的无线电科学精确测出。可参考HERA任务，利用立方星与探测器建立星间链路进行无线电科学测量，可提高重力场测量能力，有望获得更为精确的小行星质量，从而得到更精确的动量传递因子。
（2）撞击抛射物立体观测。撞击过程观测是探测器的重要任务，但由于抛射物规避的需求，探测器只能远距离对抛射物进行观测，或释放一颗立方星部署在更近的距离，可以填补探测器因距离问题造成的分辨率损失。更重要的是，DART任务LICIACube的观测到的抛射物状态与理论预测有较大出入，而且存在不对称的情况，揭示了小行星表面性质和当前的动能撞击模型仍然存在未知的因素。利用立方星与探测器形成不同角度的立体观测，可更精准地还原抛射物的形态，对撞击效应评估和撞击模型修正产生更为重要的贡献。
（3）小行星表面特性测量。动能撞击效应与小行星表面特性密切相关，利用着陆器的科学探测设备进行原位探测，以及利用着陆器的姿态监视设备，如加速度计、陀螺仪等，监视着陆过程，可对小行星表面材质和机械特性等进行测量，为撞击效应评估提供重要的支持。
（4）内部结构测量和撞击过程感应。利用着陆器携带地震仪或加速度计，部署在目标小行星远离撞击点的位置，可感知动能撞击过程和之后小行星内部外部动态变化。包括动能撞击瞬间产生的冲击波、动能撞击成坑和内部结构断裂等过程产生的地震波、抛射物落回小行星表面产生的地震波等。通过测量冲击波和地震波在小行星内部和表面的传播，还可获得小行星内部结构信息。这些信息将为动能撞击理论研究提供宝贵的素材。
另外，通过第1节的介绍也可看出，隼鸟2号搭载的MINERVA是由日本多所机构和大学联合研制，微纳着陆器MASCOT由欧洲团队研制，DART和HERA搭载的立方星也都是通过国际合作的方式完成。立方星和着陆器的搭载机遇，不仅可以吸纳高校和商业力量的参与，更可作为我国首次小行星防御任务寻求国际合作良好契机，不仅符合我国深空探测事业发展的总体需求和趋势，也符合小行星防御事业维护人类命运共同体利益的使命。
2.3 关键技术
在我国首次小行星防御任务中应用立方星和着陆器会增加任务的复杂性，并会带来一系列技术难点和风险。例如，在撞击前阶段，探测器在完成原有的小行星探测任务以外，还需要增加载荷部署任务场景，地面系统也需要根据探测器的观测数据对着陆器进行落点选址，立方星和着陆器执行任务也需要相应的任务设计、自主导航控制、在轨监视和数据分析能力支撑，对探测器系统和地面系统的能力都提出了更高的要求。因此，若要在我国首次小行星防御任务中应用立方星和着陆器，至少需要完成以下关键技术的研究：
（1）重力场测量任务轨道设计和数据反演。需设计立方星和主星的重力场测量任务轨道，结合星间链路无线电科学设备的性能指标，分析可实现的重力场测量精度，迭代优化出最佳的任务轨道。同时需要开发相应的数据反演算法，将幅度和频率数据反演为小行星的重力场，并推导出小行星质量。
（2）着陆器选址。着陆器选址需要根据科学和工程两个方面进行考虑，着陆位置需要有利于获得小行星表面原位信息和内部信息，还要考虑易于附着锚定和避免在动能撞击中损坏的风险。
（3）不规则重力场着陆器精准部署。由于小行星重力场微弱而且不规则，着陆器下降轨迹和最终的着陆点难以精确预测，如隼鸟号部署MINERVA机器人失败就是最好的例证。对于30 m级的小行星而言，精确部署难度更大。不仅要求探测器具备在不规则重力场之下近距离释放载荷能力和着陆器具备表面移动能力，还需要具备根据不规则重力场和复杂表面状态精确预估着陆器落点的能力。
（4）着陆器姿态调整和附着锚定。由于小行星表面重力非常微弱，着陆器在接触到小行星后十分容易发生弹跳，难以保证最终以理想的姿态在小行星表面停留，需具备姿态调整能力。另外，由于动能撞击会产生极大的冲击波，考虑到着陆器有地震学测量需求，若冲击波导致着陆器位移甚至脱离小行星表面，将严重影响着陆器的地震学测量，因此需要研究避免冲击波影响的锚定技术。
若通过首次小行星防御任务，完成以上关键技术攻关，将提升我国小行星探测领域乃至深空探测领域的整体技术能力。
3 总结
小行星已经成为继月球和火星后，世界各航天大国深空探测领域新的关注焦点。美国、欧洲、日本和我国都已实施并规划了一系列小行星任务，任务关注点涵盖科学研究、资源利用和行星防御，任务形式包含飞越、环绕、采样返回、动能撞击等不同类型。在已有的小行星任务中，立方星和着陆器展现出了重要的应用价值。隼鸟2号实践了两种不同的小行星表面着陆器MINERVA和MASCOT的应用，补充和增强了主星的观测结果。DART任务释放立方星近距离观察到了撞击过程和抛射物形态。HERA将借助两颗立方星完成重力场测量、内部结构测量、表面高精度测绘等重要的探测任务。研究还表明，通过着陆器搭载地震仪或加速度计在小行星表面进行地震学测量，在小行星内部结构和动能撞击成坑等方面的研究具有重要的应用价值。
我国已公布首次小行星防御任务，将验证动能撞击技术和研究动能撞击效应。本文结合任务目标、任务形式和有效载荷初步配置，提出在本次任务中应用立方星和着陆器的设想，并对立方星和着陆器的应用价值和关键技术进行了分析。立方星和着陆器的应用，可以从科学、技术和国际合作等不同方面增强首次小行星防御任务的收益和回报，提升我国深空探测整体能力。