1.1.1 小行星探测国内外发展现状
在20世纪90年代以前，人们主要通过地面天文观测研究小行星，同时还对陨落到地面的小行星碎片进行研究，从而得到小行星物质组成和化学成分。随着人类深空探索的深入，国外对小行星的探测日益增多。美国、欧洲和日本先后发射了多颗小行星探测器，有的实现了小行星表面物质的取样返回。我国也通过探月任务实现了小行星飞越探测任务。
1.美国（NASA）主要探测史
美国于1996年2月发射的近地小行星交会（NEAR）探测器（此为美国“发现”计划实施的深空探测飞行之一），于1997年6月27日从253号小行星马蒂尔达近旁飞过，拍摄了多张图像，最后于2001年2月成功地在433号小行星爱神上着陆。
1998年10月发射的“深空一号”小型探测器，除试验若干新技术之外，对1992KD小行星的探测也是其飞行任务的主要目的之一。
1999年2月，彗星探测器“星尘”在美国的佛罗里达州发射升空，预计在2004年1月飞到怀尔德2彗星采集尘埃并送回地球。
2006年1月发射的“新地平线”探测器，除了探测冥王星及其卫星外，还将探测Kuiper带的冰冻小行星。
NASA于2007年9月27日发射了“黎明”号探测器，其科学目标为了解太阳系开始形成时的条件和过程，测量灶神星（Vesta）和谷神星（Ceres）小行星的质量、形状等（现在将谷神星归为矮行星），同时考察两颗小行星的内部结构并进行对比研究。2011年7月16日，该探测器被灶神星捕获并进入其轨道，它也成为首个进入太阳系小行星带主要小行星轨道的探测器。
NASA还定于2016年发射“奥西里斯”号探测器，其主要目的是采集150 g小行星（101955号，1999RQ36）样本返回地球。定于2025年以前，实施“普利茅斯岩石”计划，实现载人小行星探测。
•“黎明”号小行星探测器
“黎明”号计划是第一个探测这个重要区域的人类探测器，也是世界上第一个先后环绕两个天体的无人探测器，如图1-1所示为“黎明”号任务轨道。此前也曾有航天器飞经体积较小的小行星，并绕其轨道飞行甚至在小行星上降落。在将来，预计还会有更多探测小行星的航天计划。但是，过去从未出现过同一航天器先后环绕两个天体飞行的情况。来自美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家克里斯多弗·拉塞尔是“黎明”号计划的领导者。
图1-1 “黎明”号任务轨道
科学家认为，探测灶神星和谷神星将有助于了解太阳系的起源，因此将这个项目取名为“黎明”。整个“黎明”号计划耗资3.57亿美元，其中并不包括德尔塔2型火箭的造价。NASA官员拒绝透露火箭的成本。
“黎明”号探测器的测量目标是：探测谷神星和灶神星的内部结构、密度和均匀性；确定它们的大小、形状、成分和质量；观测它们的表面形态；确定核的热史和大小；了解水在控制小行星演化中的作用；检验当前灶神星作为紫苏钙长无球粒陨石（howardite）、钙长辉长无球粒陨石（eucrite）和古铜无球粒陨石（diogenite） ［HED］母体范例，及其地质的来龙去脉并确定哪种陨石来自谷神星。
根据上述测量目的，“黎明”号探测器的科学载荷包括：分幅摄像机、可见光与红外光谱仪、γ射线与中子谱仪（GR／NS）、无线电科学仪器。
•“冥王”号探测器（OSIRIS-REx）
据NASA的报道，“冥王”号探测器（OSIRIS-REx）已经在2020年年底完成对小行星贝努的采样工作，并在2021年5月从贝努小行星上点火起飞，返回地球。预计在2023年9月24日，“冥王”号将会回到地球。
2.欧洲（ESA）主要探测史
早在1989年10月18日发射的“伽利略”号航天器，就飞越了951号小行星Gaspra和243号小行星Ida，获得了第一张高分辨率的小行星照片。
2004年3月发射的罗塞塔（ROSETTA） （图1-2）与67p／Churyumov-Gerasimenko彗星交会，飞越了2867号Steins和21号Lutetia小行星。
图1-2 “罗塞塔”号彗星探测器
•“罗塞塔”号彗星探测器
“罗塞塔”号的着陆器“菲莱”将在丘留莫夫-格拉西缅科彗星的彗核表面钻一个深度超过20 cm的洞，从彗核的表层以下提取物质，然后放到显微镜下研究。环绕彗核飞行的将近两年时间里，“罗塞塔”号还将目睹彗核逐渐接近太阳的时候，彗核上的物质（主要是冰）逐渐升华，形成彗发和彗尾的过程。
轨道卫星有效载荷：紫外线成像分光计（ALICE）、彗核无线电波探测实验设备（CONSERT）、彗星次级粒子质量分析仪（COSIMA）、颗粒碰撞分析仪和尘埃收集器（GIADA）、微型成像尘埃分析系统（MIDAS）、“罗塞塔”轨道卫星微波设备（MIRO）、光学分光计和红外线远程成像系统（OSIRIS）、 “罗塞塔”轨道卫星离子和中子分析分光计（ROSINA）、可见光和红外线热成像分光计（VIRTIS）、“罗塞塔”等离子体组合仪器（RPC）。
着陆器有效载荷：明确稳定同位素成分轻元素确定与认识方法／托勒密实验设备（MODULUS／Ptolemy）、阿尔法粒子与X射线分光计（APXS）、全景和显微成像系统（CIVA，即彗核红外与可见光分析）、彗星采样与成分实验设备（COSAC）、微波发射彗核探测实验设备（CONSERT）、表面与亚表面科学多用途传感器（MUPUS）、表面电震动与声学监测实验设备（SESAME）、“罗塞塔”着陆器磁强计与等离子体监测仪（ROMAP）、样品与分发装置（SD2）。
3.日本（JAXA）主要探测史
日本在小行星探测中虽然起步相对较晚，但是进步很快。
2003年5月发射的日本“隼鸟”（图1-3）于2005年10月到达近地小行星1998 SF36，进行交会与采样，2010年6月返回地球。
图1-3 “隼鸟”号小行星探测器
2014年发射“隼鸟2号”，探测小行星1999 JU3，并采样返回。
•“隼鸟”号小行星探测器
“隼鸟”号上的有效载荷为：小行星多光谱带摄像机（AMICA）、光探测和定位设备（LIDAR）、近红外线分光计（NIRS）、X射线荧光分光计（XRS）。
4.我国研究情况
2012年12月国防科工局传来我国深空探测新突破的佳音——“嫦娥二号”卫星在距离地球约700万km外的深空，飞越“战神”图塔蒂斯小行星并进行探测，如图1-4所示。
图1-4 我国探测图塔蒂斯小行星示意图
2021年6月12日在北京举办新闻发布会表示，国家航天局目前正在制订航天发展“十四五”规划，并按照国家建设航天强国决策部署，加快推动空间科学、空间技术、空间应用的全面协调发展，未来一段时期，重点提升航天科技创新动力、经济社会发展的支撑能力，同时积极开展更加广泛的国际交流合作；将继续实施国家重大科技工程，提升航天综合实力；将重点推进行星探测、月球探测、载人航天、重型运载火箭、可重复使用天地往返运输系统、国家卫星互联网等重大工程。中国将在2025年前后实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测任务。
中国空间技术研究院针对我国小行星探测提出了取样返回任务设想。将小行星取样返回任务总结为“一次发射，两类探测目标（近地小行星和主带彗星），三种探测模式（绕飞、附着、采样返回）”。在文章中提到“为实现百米级近距离探测，实现小行星的全球覆盖，需研究绕飞、悬停等多种飞行轨道和探测模式”“针对可能的‘碎石堆’或‘独石’特性，以及表面不同大小的碎石粒径分布特性，除了触碰采样方式外，还需考虑设计悬停采样和附着采样等多种模式和手段，确保能可靠采集到样品”。