小行星 Apophis 渲染图(艺术演绎)

99942 APOPHIS · T−··· DAYS

天行计划

FLY TO APOPHIS

约每 7,500 年一遇的近地飞掠 · 一次由清华大学学生主导的深空探测任务

LAUNCH WINDOW · 发射窗口2027 末 – 2028 初窗口待定 · 计划口径
APOPHIS ENCOUNTER · 飞掠时刻T−···北京时间 2029-04-14 05:46(04-13 21:46 UTC)

形状基于光变反演模型(3D Asteroid Catalogue)· 颈部与表面细节为艺术演绎 · Sq 型石质 · 非主轴翻滚

01THE GOD OF CHAOS

它曾是人类的噩梦

99942 Apophis——以埃及神话中混沌与毁灭之神命名。2004 年发现之初,它是人类有记录以来 「危险等级」最高的天体。这个故事分三步讲完。

2004-12-27

1警报拉响

圣诞节刚过,NASA「哨兵」系统的数字一路攀升:撞击概率一度达到2.7%(1/37)。都灵危险指数被推到——

4史上最高纪录。此前与此后,再没有任何天体到过这里。
IF IT HITS

2如果它落下

平均直径约 340–375 m——比三个足球场首尾相连还长。 若真的撞向地球,释放能量约为广岛原子弹的十万倍——所幸,2021 年已排除撞击风险。 这不是科幻,而是当年天文学家必须直面的算术。请看下一步。

2021-03

3警报解除

2021 年 3 月,Goldstone 与 Green Bank 联合雷达观测把轨道不确定度收窄到公里级。 JPL 与 ESA 先后将 Apophis 移出风险清单——未来 100 年以上,安全。

威胁解除了。但约 7,500 年一遇的科学机遇,才刚刚开始。

完整风险简史 →

02THE ENCOUNTER

一次擦过静止轨道的交会

2029 年 4 月 14 日 05:46(北京时间,2029-04-13 21:46 UTC),Apophis 自大西洋上空掠过, 距地表仅 31,600 公里——比地球静止轨道卫星还近。

SIMULATION · 团队飞掠动力学动画

0km

距地表最近距离 · 地心约 38,000 km

0km/s

掠地速度 · Apophis 相对地球

20亿人

肉眼可见 · 欧洲 / 非洲 / 西亚

0

峰值视星等 · 乡村夜空清晰可辨

i

最近点位于大西洋上空,可见区在东半球西部

ii

中国境内陆基观测网处于盲区

iii

所以,我们把望远镜送上去

中国境内 · 观测盲区T−3hT+3hCLOSEST APPROACH · 北大西洋上空底图 Natural Earth(公版)· 星下点由 JPL 星历推算(步长 4 min)· 可见区:欧洲 / 非洲 / 西亚
03THE MISSION

一次「家门口」的深空探测

不必飞行数年深空——把探测器送上 31,600 公里高轨,在毁神星必经之路上守株待兔。 正如任务首席科学家程彬所说:"This is a 'doorstep' deep-space target."

进入任务剧场 · 完整推演SIMULATION · 设计值推演
04INNOVATIONS

三项此前没人做过的事

① HIGH-PRECISION GAZE

高精度凝视观测

双轴转台以 ≤0.007°(设计值)的跟踪精度锁定一颗以 8.74 km/s 掠过的目标, 运动模糊压到亚像素——相当于在疾驰的高铁上用长焦对准窗外飞鸟,还不糊。

凝视跟踪精度(3σ)0.007°设计值 ·峰值分辨率8cm/px

看看 8 cm/px 有多清晰 →

② WIDE-RANGE ELECTRIC TRANSFER

超大范围轨道机动

60 mN 的霍尔电推——推力只相当于一张 A4 纸的重量——推动 200 kg 探测器, 378 天、3,048 圈、802 次点火,从近地轨道爬升三万公里:全球首次贯通 LEO → 高轨的全电推转移链路(真实弹道设计值)。 途中反复穿越范艾伦辐射带——地影自动关机、辐射剂量随轨连续实测,把危险区顺手测成三维地图。

霍尔电推推力60mN设计值 ·速度增量4.11km/s设计值

DAY 000 · 第 0 圈

内带(质子)外带(电子)· 反复穿越 · 地影自动关机 · 辐射带立体测量 →

进入第二幕 · 三千圈 →

③ PRECISION FLYBY

精准入轨 · 高速飞掠

在 200 万公里外捕获目标(设计值),自主导引至 7 公里最近距离——相对速度 8.74 km/s, 整个黄金窗口只有约 2 小时,没有第二次机会。

最近交会距离7km ·黄金观测窗口2小时

步枪子弹≈1 km/s
国际空间站7.7 km/s
本次交会8.74 km/s

相对速度 · 探测器相对 Apophis

进入第四幕 · 黄金 2 小时 →
05TWO FIRSTS

首个由学生主导的深空小行星探测任务

学生主导 = 本科生为主体完成任务设计 · 探测器研制 · 飞行运行 — 20 余名本科生 × 6 院系

中国首次由商业航天支撑的低成本深空探测

商业支撑 = 商业火箭搭载 + 商业电推进 + 社会化资金 — 预算约 280 万美元(大学支持 + 捐赠 + 赞助)

06RENDEZVOUS 2029

四船赴约,各守其时

DESTINY+ 先行侦察、RAMSES 全程伴飞、OSIRIS-APEX 事后环绕——而 START, 是唯一守在最近点的那一个。时空互补,不是竞赛。

20282028.72029.420302030.82029-04-14 · CLOSEST APPROACHDESTINY+JAXA · 日本 · 先期飞掠RAMSESESA + JAXA · 欧洲/日本 · 全程伴飞START · 天行计划清华大学 · 中国 · 最近点精准飞掠OSIRIS-APEXNASA · 美国 · 飞掠后环绕

DESTINY+ JAXA · 日本

先期飞掠 · 执行中 · 2028 与 RAMSES 拼车发射

2029 年初先行飞掠,拍摄史上第一批太空近距影像。主任务为 2030 年飞掠双子座流星雨母体 Phaethon,Apophis 是顺访「彩排」。

RAMSES ESA + JAXA · 欧洲/日本

全程伴飞 · 执行中 · 2028-04 H3 发射

不晚于 2029-03-01 抵达,飞掠前后全程在场。2025-11 部长级会议正式全额立项,总投入约 1.5 亿欧元。

START · 天行计划 清华大学 · 中国

最近点精准飞掠 · 研制中 · 2028 年初商业火箭搭载

2029-04-14 最近点在场,捕捉潮汐力爆发的黄金 2 小时。唯一在最近点以 7 km 距离高速凝视的任务——捕捉其余任务都不在场的那 2 小时。

OSIRIS-APEX NASA · 美国

飞掠后环绕 · 飞行中 · 2025-09 已完成地球借力

飞掠后约 1 小时切入,随后 18 个月近距研究。OSIRIS-REx 延伸任务;将用推进器吹开表面观察次表层。任务存续,逐年拨款待定。

07TIMELINE

从立项到交会

✓ 已完成● 进行中○ 计划◍ 调整中

2025.04✓ 已完成

项目立项 · 团队组建

20 余名清华本科生组成科学、任务设计、探测器系统、宣传外联四个任务组,入选颠覆性创新人才培养项目。

2025.07✓ 已完成

全国周培源力学竞赛 · 空间轨道设计唯一特等奖

五名核心队员在 53 校 128 队中夺冠,清除 125 个目标、指标得分全国第一。

2025.12✓ 已完成

《Fly To Apophis!》公开招募

完成探测器与试验星初步方案设计,启动第一轮方案评审,面向全校招募队员。

2026◍ 调整中

试验星 · 关键技术在轨验证

第一颗试验卫星执行在轨测试与天文观测任务,验证关键技术。

2026.09● 进行中

样机研制启动

完成系统设计评审,进入分系统集成与样机研制阶段。

2027.09○ 计划

探测器交付

完成整星集成总装测试试验与出厂评审。

2027.10 – 2028.02○ 计划

择机发射

搭乘商业运载火箭进入 1000 km / 55° 近地轨道。

2028○ 计划

电推螺旋升轨

约 245 天、1,730 圈,全球首次贯通 LEO → 31,600 km 的全电推转移链路。

2029.04.14○ 计划

Apophis 近地飞掠 · 黄金 2 小时

北京时间 05:46(2029-04-13 21:46 UTC),距 7 km 高速凝视观测。

T−··· DAYS

2029+○ 计划

扩展任务

辐射带立体测量 · 探月转移验证 · 低成本采样技术验证。

时间线为公开计划口径 · 航天任务存在调整可能 · 更新于 2026-07

08THE CREW

二十余名本科生,和一颗小行星的约定

天行计划学生团队合影
清华大学航天航空学院 · 任务团队

20余名本科生

任务的每个岗位上,都是学生

6个院系

航院 · 行健 · 笃实 · 天文 · 致理 · 美院

4个任务组

科学 · 任务设计 · 探测器系统 · 宣传外联

指导教师团队:李俊峰 · 宝音贺西 · 王兆魁 · 王天舒 · 程彬(任务首席科学家)