1.1.2 主带小行星探测意义
小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域。在已经被编号的120 437颗小行星中，有98.5%是在这里被发现的。这些小行星大多集中在火星与木星轨道之间，其中大约有95%的小行星轨道半长径在2.17～3.64 AU，该区域称为小行星的主环带。小行星是由岩石或金属组成，围绕着太阳运动的小天体。因为在比较上这是小行星最密集的区域，估计为数多达50万颗，所以这个区域被称为主小行星带，简称“主带”。
小行星带由原始太阳星云中的一群星子（比行星微小的行星前身）形成。木星的引力阻碍了这些星子形成行星，并造成许多星子相互间高能量的碰撞，于是清扫了这一区域，造成许多残骸和碎片。小行星绕太阳公转的轨道，继续受到木星的摄动，形成了与木星的轨道共振。在这些轨道距离（即柯克伍德空隙）上的小行星会被很快地扫进其他轨道。
主带内最大的三颗小行星是智神星、婚神星和灶神星，它们的平均直径都超过400 km；在主带中只有一颗矮行星——谷神星，直径大约950 km；其余的小行星都不大，有些甚至只有尘埃那样大。小行星带的物质非常稀薄，已经有好几艘太空船平安地通过而未曾发生意外。在主带内的小行星依照它们的色彩和主要形式分成三类：碳质、硅酸盐和金属。小行星之间的碰撞可能形成拥有相似轨道特征和成色的小行星族，这些碰撞也是产生黄道光的尘土的主要来源。
主带小行星探测意义主要包括如下几点：
1.探索太阳系小行星的成因和演化历史
目前的理论认为，小行星的形成是与太阳系同步进行的。在46亿年前的太阳系初期，固体物质不断从原始太阳星云中凝聚出来，形成行星子（planetesimals）。有些行星子被附近的大行星吸积而捕获，有些则不断增长而形成小行星。目前已发现的小行星有20多万颗，绝大多数位于火星和木星轨道之间，距离太阳约3 AU。在众多的小行星中，有些小行星的轨道特征和光谱类型很接近，它们被划分为很多族。同一族内的小行星可能由一颗较大的小行星原星子破裂而成。另外，不同光谱类型的小行星在空间轨道分布上也有一定的统计规律，原始型小行星（如C型）一般分布在小行星主带的外侧，而熔融分异型小行星（如S和M型）分布在靠近太阳的小行星主带内侧。小行星的成因机制、碰撞历史及空间轨道的分布规律，是当今行星科学研究的一个重要课题。小行星深空探测可以为我们提供近距离全方位的观测数据，使我们更清楚地了解小行星，进而揭开太阳系起源的奥秘。
2.建立小行星与陨石之间的直接联系
除了少数月球和火星陨石，绝大多数陨石都是来自小行星的碎片。目前全世界已收集到3万多块陨石样品，其中80%是普通球粒陨石，其余为碳质球粒陨石、顽火辉石球粒陨石和分异陨石（无球粒石陨石、石铁陨石和铁陨石）。原始球粒陨石自形成以来没有受过重大变质作用，其化学成分与太阳系平均组成非常相似，它们是原始太阳星云分馏凝聚的产物，代表了太阳系最原始的物质组成；而分异陨石的化学成分和矿物组合变化很大，从玄武质无球粒石陨石，到石铁陨石和铁陨石，它们是太阳系早期小行星内部岩浆熔融分异的产物。要充分认识这些陨石的特性以及它们在太阳系形成过程中的作用，我们必须首先了解陨石的来源和陨石母体的特性。长期以来，人们试图寻找陨石与小行星的关系，如果能确定某种陨石来自某一特定类型的小行星，那么研究这些陨石样品就能了解小行星的形成、内部熔融分异和演化历史。按一般常理，普通球粒陨石的小行星母体应该普遍存在于小行星带内，因为普通球粒陨石是最常见的陨石样品。然而，长期以来的天文观测并没有在小行星带中找到与普通球粒陨石的反射光谱相同的小行星。这是当今行星科学面临的一大困惑，因此寻找普通球粒陨石的小行星母体也成为行星科学的一大科学目标。
3.探寻新的太阳系原始物质
目前全世界已收集到3万多块各种类型的陨石，大多可能来自S型、C型和M型小行星。但是，还有很多类型的小行星（如T、D、O、Ld型等），与其相对应的物质却不在陨石之列。这些类型的小行星物质的化学成分和矿物组成有什么特性？是否代表了太阳系的原始物质？有没有经历了水变质和热变质作用的影响？对这类小行星的深空探测有望能为我们提供新的线索。
4.对研究地球上的生命起源提供新的思路小行星含有有机成分
小行星含有有机成分，对研究地球上的生命起源提供新的思路。氨基酸（amino acids）是地球生物圈的重要组成单元。早在一个多世纪以前，Pasteur发现地球上的生命大都唯一地选择具有左旋手性的氨基酸，这为探索生命的起源奠定了重要的基础。有的理论认为，生命起源于无手性的有机分子，而生物在长期的演化过程中有选择性地利用了特定手性的有机分子。另一种理论认为，在生命起源以前，地球上已存在大量左旋手性的有机分子，生命就是从这些有机物中发展和演化而成。然而在早期的地球环境下发生的化学反应却不能产生适量的具有左旋手性的有机分子。于是，有人认为组成生命的左旋手性有机分子（如氨基酸）是由陨石、彗星和宇宙尘埃带入地球的；这些天外来客为地球布下了生命的种子。
富含挥发性成分的碳质球粒陨石含有多种有机分子，包括氨基酸、咖啡碱、嘧啶磷等生命起源所需的重要有机分子。C型小行星的反射光谱与碳质球粒陨石非常相似，表面物质富含碳和水，有机物含量也很高。C型小行星是最普遍的小行星，占小行星总数的75%。这类小行星将是深空探测的一个重要目标，从C型小行星上采集样品返回地球，将对研究生命的起源有极其重大的意义。
5.试验和开发航空航天新技术
小行星的重力场很弱，深空探测器的设计要求将与探月器和火星飞船有很多不同之处。目前，全世界对小行星的探测工作还处于初级阶段，有很多技术是开创性的，有待于进一步试验和完善。比如对小行星进行伴飞活动、小行星探测器的自导航系统、动力系统和通信系统，技术要求很高，我国的航天工业将面临新的挑战。
目前世界各国的航天技术仍然采用反作用力的推进形式，通过自带的燃料进行喷气来实现对小行星的飞跃、伴飞和取样返回，由于燃料是有限的，并不能进行真正意义上的长时间的科学探测，科学投入和产出相对较低，但是，随着太阳帆推进技术的出现，这种情况会得到相当大的改观。
太阳帆在太阳光压力作用下，不断地加速，长时间后能够获得相当可观的速度，而且太阳帆以太阳光为推进动力，无须携带推进剂，理论上它的比冲无限大。持续的加速能力和“永不枯竭”的能量来源决定了太阳帆非常适用于深空探测。美国、欧洲、日本和俄罗斯均开展了太阳帆推进技术的深入研究，特别是2010年日本“伊卡洛斯” （Ikaros）太阳帆航天器的成功发射，更增强了人们利用太阳帆技术进行深空探测的信心。
太阳帆航天器可以将深空探测器推进到太阳系深处，或者使探测器脱离黄道面到达太阳极轨进行对日观测，或者实现悬浮轨道等非开普勒轨道等，非常适合于探测距离比较远的主带小行星。