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太空:2021

原標題:太空:2021 來源:參考消息網

參考消息網1月13日報道 美國《發現》月刊1月號發表題為《太空:2021》的文章稱,在地球上,過去的一年裡疫情幾乎主導了我們生活的方方面面,它奪走了近200萬人的生命並重創全球經濟。然而在太空中,人類取得了一個又一個勝利:首次登陸月球背面、兩次成功地從小行星採集樣本、44年來首次將月球樣品帶回地球、對太陽進行近距離探索,以及在研製低成本可重複使用火箭方面取得重大進展。

在地球上那麼多人正在受苦時,慶祝如此遙遠、理性的事件似乎顯得有些冷漠無情。然而令這些太空任務得以完成的國際合作、科學探索和面向特定目標的研究恰恰也是人類能以前所未有的速度研製多種新冠疫苗的關鍵。「冥王號」探測器親吻小行星貝努和嫦娥四號著陸器及「玉兔二號」月球車掠過月球隱秘表面的照片也讓我們想起了生活更深層的意義。

食物、水、能源和信息是至關重要的東西。每個人都應有公平的機會來獲得它們。把占經濟比重極小(確實很小)的一部分資金投入到太空探索中讓我們想起了生而為人的奇迹——我們都屬於某個物種,這個物種屬於某顆行星,而這顆行星是廣闊無垠、華麗神秘的宇宙的一部分。在探索太空的過程中,我們也能更多地發現自我,就像我們通過音樂、藝術或笑聲所做的那樣。

太空探索是有節奏、可預見的。宏大的探索任務需要長期規劃並確定天體日程表。無論未來地球上會發生什麼不可預測的事件,不管它們是好是壞,我們都知道2021年將有一些全新的太空冒險計劃。即使發生事故或出現故障,未來一年仍有望成為我們不斷窺視太陽系的標誌性一年。不管我們說什麼、做什麼或思考什麼,宇宙都將繼續其穩定的舞步,為任何願意並且能夠抬頭看的人提供日食、行星會合和其他視覺享受。

接下來是2021年的一些太空探索亮點,主要集中在令人驚嘆的機器人任務上。

首探木星「特洛伊」小行星

2021年10月,美國國家航空航天局(NASA)將發射「露西」號飛船。在長達12年的旅程中,這艘飛船將訪問8顆不同的小行星。其中一顆位於小行星帶內。另外7顆被稱作「特洛伊」小行星,它們與木星共用同一軌道。「特洛伊」小行星群分為兩個陣營,分別位於木星軌道前方和後方60度的位置上。這些天體在當前的位置上已有數十億年之久,或許自太陽系形成之初便是如此。它們含有外太陽系富含水和碳的物質保留下來的樣本。這類物質有些形成了木星,另一些向內遷移,為地球生命支持系統的構成做出了貢獻。

一個異想天開的題外話:當隕石撞擊富含碳的小行星時,會產生微小的碳晶體。所以,「露西」號將與鑽石一同出現在天空中。

商業探測器登陸月球

由以色列太空登陸組織製造的以色列「創世紀」號月球探測器2019年嘗試登月,但探測器最終墜毀在月球表面,著陸宣告失敗。未來一年裡,我們可能會看到首個商業月球探測器在月球表面成功著陸。NASA已經和美國兩家公司——航天機器人技術公司和「直覺機器」公司——簽約,以製造「游隼-1」和「IM-1」月球登陸器。

航天機器人技術公司的「游隼」登陸器將攜帶十余種儀器,用於測量月球表面的化學組成、磁場和輻射水平。它還將攜帶一個「月球圖書館」:一套刻有人類知識百科全書的鎳盤,是「創世紀」號月球探測器所丟失的一組微型磁碟的複製品。與此同時,「直覺機器」公司的「IM-1」探測器將攜帶多台專門用於導航試驗的儀器和一台旨在對低頻天文信號進行獨特研究的無線電探測器。

俄印重返月球?

在蘇聯的「月球24號」探測器執行探月任務40多年後,俄羅斯計劃用「月球25號」探測器來恢復探月行動。這項拖延已久的任務自20世紀90年代末以來一直在準備中,探測器暫定於2021年10月發射。「月球25號」探測器計劃在本世紀20年代開始執行一系列新的探月任務。一旦失敗,俄羅斯太空探索計劃的未來將岌岌可危。

印度空間研究組織正試圖藉助「月船3號」探測器,執行印度自己的探月任務。按照計劃,「月船3號」探測器將於2021年底發射,不過也可能推遲到2022年。該探測器的前身(即「月船2號」探測器)2019年在登陸月球時墜毀,與此同時,印度的對手中國已經進行了兩次探月任務。印度的新任務將主要重複「月船2號」的目標,即讓著陸器和月球車降落到月球表面,但這次計劃並不包含軌道器。

行星防禦任務首次大考

今年7月發射的「雙小行星重定向測試」(DART)飛船將飛向一顆雙小行星,與其中較小的一顆——即由岩石或碎石構成、直徑160米的「迪莫弗斯」——直接相撞。NASA和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)此前曾向彗星和小行星發射過射彈,但這將是迄今為止最雄心勃勃的一次試驗,旨在測試改變小行星軌道所需的技術,以避免小行星與地球相撞。DART將首次嘗試使用動能撞擊來改變小行星軌道。

美向月球發射科考立方星

很長時間以來,NASA一直在研究讓人類重返月球的計劃。該機構的大型「太空發射系統」(SLS)火箭也已經研發了很多年。預計到2021年11月,隨著「阿耳忒彌斯1號」任務的推進,NASA會利用SLS將不載人的新「獵戶座」太空艙送上月球。這次任務還將部署13個立方星,其中包括3個研究月球表面水資源的月球軌道環行器。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡升空

1996年,NASA開始研發下一代太空望遠鏡,目標是在2007年將其發射升空,並給出了5億美元的極其樂觀的預算估計。15年過去了,在經歷了多次挫折和延遲之後,下一代太空望遠鏡——現在被稱為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡——暫定於2021年10月發射。其預算已經膨脹至接近100億美元。

這項長期努力帶來的成果是把迄今為止最大的望遠鏡送入太空,其聚光能力是哈勃太空望遠鏡的100倍。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將成為紅外線觀測的最佳工具,它能呈現前所未有的細節,以便科學家對宇宙早期的星系形成進行研究。藉助這一望遠鏡,科學家還將探索新的恆星和行星誕生地,並對系外行星的大氣進行詳細的化學分析。系外行星研究甚至不是該望遠鏡最早的科學目標之一,但在研究宜居世界和太陽系外可能存在的生命跡象方面,它們可以提供巨大幫助。

多國探測器抵達火星

2021年2月,來自三個國家的機器人探測器將抵達火星,它們都代表著火星探索任務的里程碑。

NASA的「毅力」號火星探測器基本構造與之前的「好奇」號火星探測器相同,但攜帶的儀器有很大不同。它將對火星表面的化學成分進行深入調查,以尋找火星上存在遠古生命的化學證據。更重要的是,「毅力」號火星探測器將收集和貯藏最令人感興趣的火星樣本,以便NASA和歐洲航天局在本世紀20年代晚些時候執行聯合任務時將其帶回地球。

阿聯酋正向火星發射「希望」號火星探測器。一旦成功,這將是阿聯酋進行的首次深空科考任務。該探測器是阿聯酋與美國科羅拉多大學博爾德分校合作研製的,被認為是人類迄今為止向火星發射的最全面的氣象衛星,旨在研究火星大氣的日常和季節性變化。

在一系列愈發雄心勃勃的探月任務基礎上,中國航天機構研製了「天問一號」探測器,將其探索範圍擴展到火星。通過釋放一個小型相機,與主要航天器建立WIFI連接並進行首次深空自拍,它已經創造了歷史。

不會叫停的機器人探測器

現在正在進行的太空探索任務是如此之多,以至於它們填滿了維基百科的頁面,需要連續滾動閱讀。其中的亮點包括:NASA的「朱諾」號木星探測器(「朱諾」號計劃在2021年7月脫離軌道進入木星大氣,完成其木星探索任務);JAXA的「曉」號金星探測器(執行孤獨的金星探索任務);「新視野」號探測器(在遙遠的柯伊伯帶尋找下一個可能的目的地);帕克太陽探測器和「太陽軌道器」觀測衛星(這是NASA和歐洲航天局相互配合、深入研究太陽的任務)。

載人航天進入新紀元

NASA的「阿耳忒彌斯1號」任務將對該機構的SLS火箭和「獵戶座」太空艙進行首次完整測試。航天員將繼續進駐日益老化的國際空間站,並開展在軌實驗。但在火箭技術和人類太空探索領域,這些僅代表一小部分進展。

在商業航天領域,美國太空探索技術公司打算繼續快速測試「星船」航天器的原型,目標是在2021年底之前進行軌道試飛。美國藍色起源公司的「新格倫」火箭預計將於2021年發射(它能運載宇航員和貨物)。波音公司的「星際客機」即將進行首次載人飛行,飛往國際空間站。美國聯合發射聯盟公司製造的「火神」運載火箭僅用於執行無人飛行任務,但它有望為低成本造訪太空提供一個途徑。「游隼」月球登陸器將進行它的首飛。

與此同時,中國將在2021年開始建造新的空間站,核心艙天和一號將於2021年上半年進入地球軌道。儘管中國航天機構尚未宣布具體日期,但第一批宇航員應該會立即跟進。