2016年，探测美国夏威夷的新远学网泛星计划巡天望远镜首次在浩瀚星空中捕捉到了它的踪迹，这颗小行星也由此得名——2016代表发现的年份，HO3则表示小行星在4月下旬被发现的WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91sandhill%20crane%20how%20tall顺序编号。后来，这颗小行星还被赋予了一个浪漫的夏威夷语名字：Kamo'oalewa，意为“振荡的天体碎片”。
2016HO3的“昵称”形象地描绘了它在太空中的运动轨迹——小行星绕着太阳公转，轨道参数与地球几乎相同，始终与地球保持着轨道共振——一会儿被地球“推开”，距离地球的距离达到4000万公里，一会儿又加速追赶地球，两者的距离缩近至1400万公里——看上去就像一个调皮的影子，一直在地球附近“游荡”，这种状态已经稳定持续了1个多世纪。
2016HO3绕太阳公转周期为365.4天，与地球的365.25天几乎完全同步。对于这类与地球一起绕着太阳公转的小行星，科学家将其称之为“准卫星”。目前，地球附近的准卫星有5颗，其中2016HO3距离地球最近、运行最稳定。
天问二号为何选择2016HO3？据专家介绍，这类小行星保留着太阳系诞生之初的原始信息，是研究太阳系早期物质组成、形成过程和演化历史的“活化石”，具有极高科研价值。也有科学家推测，这颗直径约40—100米的天体，可能是某次远古撞击事件的抛射物，甚至可能与地球和月球存在“亲戚关系”。
为此，天问二号计划对2016HO3进行伴飞、测绘、遥感、采样，获取其热辐射状态、表面特征、密度、成分等信息。其研究结果有可能回答准卫星的起源以及轨道演化历史和未来趋势等科学问题，并为小行星乃至太阳系的形成和演化过程提供科学依据。
天问二号的另一个探测对象是主带彗星311P，它于2013年被美国科学家探测发现。一开始，科学家在火星和木星之间的小行星带发现了它，起初以为只是一颗普通的小行星，但经过进一步的细致观测发现，它不仅拥有小行星的稳定轨道，还长着六条“尾巴”——彗尾，就像孔雀开屏一样。
传统理论认为，彗星一般来自太阳系边缘，包含着大量的冰物质。当彗星靠近太阳时，内部冰物质受热蒸发，带出尘埃，形成壮丽的彗尾。311P虽然“长”着彗尾，却“定居”在小行星带，这里过于靠近太阳，阳光辐射强，被普遍认为难以保留水冰等挥发性物质。换句话说，311P打破了小行星和彗星的传统界限。
对于这类寄居于小行星带的“叛逆者”，科学家把它们叫作“主带彗星”，它们并不是传统意义上的彗星，但又具备了彗星的一些特征。科学研究表明，311P的“尾巴”可能是因为自转加速或受到撞击，导致表面或内部的物质被抛射出来形成的。
专家表示，对主带彗星311P进行探测，有助于了解小天体的物质组成、结构以及演化机制，填补太阳系小天体研究领域的空白。此外，311P的直径大约有480米，有观测结果显示，它可能还有一颗卫星。如果属实，311P便是少有的“双小行星”系统。天问二号届时将通过近距离探测，提供更直接的数据，解开311P的更多奥秘。
深空探测是全球科技竞争的制高点。2021年，天问一号成功落火，中国通过一次发射，实现火星环绕、着陆、巡视探测三大任务，在世界航天史上尚属首次。陆续取得的科学成果，丰富了人类对火星演化历史、环境变化规律、火星表面典型地形地貌成因等的认知。从月球到行星及小行星探测，中国深空探测正在走向更远、更深的新阶段，不断推动着人类对太阳系和宇宙的理解和探索。
根据计划，在今年发射天问二号之后，中国还将在2028年前后及2030年前后陆续发射天问三号和天问四号。其中天问三号作为中国第二次火星探测任务，确立生命痕迹探寻为第一科学目标，将突破火面采样、火面起飞上升、环火交会和行星保护等关键技术，实现火星样品返回地球。天问四号则将对木星和木星的卫星进行研究，对木星空间和内部结构进行探测。
天问三号总设计师刘继忠表示，天问三号任务将开展国际载荷合作、样品和数据共享、未来规划共同研究等三方面国际合作。中国将联合各国或科研机构开展火星科研站的使命与任务定义、需求分析、概念研究、实施方案设计、关键技术攻关等，共建火星家园。
国家航天局副局长卞志刚此前表示，天问三号和天问四号任务正在加紧关键技术的攻关，细化论证实施方案。中国还将加快推进深空探测国际合作，扩大中国太空“朋友圈”，组织全球科学家共同研究月壤及小行星、火星样本，未来还将有更多国家和国际组织参与月球科研站建设。
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