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人类对太空的探索从未如此深入。2022年有望成为迄今为止最令天文领域从业者们振奋的一年。未来10个月内,我们将见证以下7项太空大事件。

NASA首发太空发射系统SLS

2022年最令人期待的事件之一或许会在春天(3月中旬至4月中旬)到来。

美国宇航局将发射阿尔忒弥斯1号(Artemis1)——高达101米的SLS火箭(Space Launch System)及其运载的猎户座无人飞船(Orion),开启月球探索新时代。届时将出现一派壮阔景象,因为火箭升空时会喷薄出近4000吨的推力——比NASA此前发射的土星5号运载火箭(SaturnV)15%。为此,Artemis1任务使用了一艘无人驾驶的猎户座航天器,它要飞行45万公里至月球轨道之后迅速返回地球。

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SLS火箭升空的概念图

SLS的成功发射将为阿尔忒弥斯2(计划于2023年启动)3号任务(计划不早于2025年启动)奠定基础。执行的2号任务的飞船将绕月球飞行。而在3号任务中,NASA宇航员将自1972年以来首次登上月球。

SpaceX首发“星舰”

计划殖民宇宙的SpaceX公司可能于20221月或2月尝试发射他们的重量级先锋——星舰(Starship)。这款可重复使用的巨型火箭(所谓的“megarocket”由超重型助推器4号和总高120米的星舰原型SN20组成,是有史以来最高的火箭。星舰从SpaceX位于得克萨斯州博卡奇卡的星际基地发射,然后进入地球轨道,但其绕地球的公转不到一圈。助推器分离后会降落于墨西哥湾;星舰继续飞行并进入轨道,之后在夏威夷附近的太平洋降落。

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SpaceX的工作人员将星舰主体装到助推器上方

SpaceX首席执行官马斯克表示“第一次发射存在很多风险”,并坦率地预测会失败。他相信这一年可能会进行12次以上的发射。SpaceX方面的进展相当关键,毕竟他们的首飞早过NASA的阿尔忒弥斯任务。

其他预计在2022年首飞的火箭包括阿丽亚娜空间公司的阿丽亚娜6(Ariane6)、蓝色起源的新格伦(New Glenn)、联合发射联盟的火神半人马座(Vulcan Centaur)和三菱的H3

波音二测CST-100星际航线飞船

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艺术家创作的概念图:“CST-100星际航线”飞船在地球轨道上运行

很多人都在关注波音,想看看这家陷入困境的公司最终能否在其“星际航线”飞船(CST-100 Starliner)上取得进展。作为NASA商业宇航员计划的一部分,波音开发的这款太空舱实际已落后计划数年。

202110月发生了一次重大挫折:当时他们进行轨道飞行测试2(OFT-2),结果发现星线飞船推进系统的24个氧化剂阀里有13个未能打开,最后不得不进行清洗。(星线在2019年的首航测试结果更是一团糟。这也令两年后的挫折更显尴尬。)

根据NASA方面的说法,波音目前希望能在20225月发射星线,他们正“等待飞船准备就绪和可用的空间站”。

火箭回收任务

2022年,美国私人航天公司“火箭实验室”将尝试在空中接住坠落的电子火箭助推器,然后将其送回陆地以便重复使用。(20204月,火箭实验室就此概念进行了成功的测试)。根据研发团队的设计,降落伞系统会于助推器下降期间降低其速度,而直升机上的特殊捕捉装置能借助并固定助推器。直升机还会增加一个辅助燃料箱,以延长航程。火箭实验室预计将在2022年上半年完成这一大胆的任务。

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火箭实验室在20204月进行的火箭回收试验

到月球去!!!

2022年虽无人类踏足月球,但着陆器和机器人们却将先行登月——美国、俄罗斯、印度和日本都在为此做准备。

总部位于美国匹兹堡Astrobiotic计划于2022年的某个时候将其“游隼”月球着陆器送上月球。该任务是NASA商业月球有效载荷服务计划的一部分。游隼着陆器配备了14个不同类型的有效载荷,将由联合发射联盟的半人马座火箭发射。

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NASA游隼着陆器的概念图

休斯敦的直觉机器(Intuitive Machines)公司是CLPS的另一个合作伙伴,目前正计划将其Nova-C着陆器送上月球,预计将在今年上半年用SpaceX的猎鹰9号火箭运载升空。Nova-C将向月球表面运送重达100公斤的货物。

20197月,印度的“月船2号”任务未能将维克拉姆着陆器(Vikram lander)安全送上月球表面。印度空间研究组织将于2022年第三季度再度尝试,启动月船3号任务。如果印度成功,它就会成为第四个成功将探测器送上月球的国家。(其余三国分别是美国、俄罗斯和中国。)

20227月,俄罗斯将向月球南极地区发送月球25号探测器(Luna25)NASA认为该任务的目的是分析“月球极地的表面风化层的成分,并研究极地区域大气外逸层中的等离子体和尘埃成分”。

日本的首次登月任务将由“探月智能着陆器”(SLIM)完成。SLIM的主要目的是精确测试登月能力,例如避开陨石坑和选择最佳着陆地点。该探测器由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)开发,预计于2022年的某个时间发射,最后降落在月球熔岩管入口马吕斯山洞附近。

漫游火星

欧洲航天局的“罗莎琳德·富兰克林号”火星探测器(Rosalind Franklin rover)和俄罗斯的“哥萨克舞号”着陆器(Kazachok lander)计划于929日发射。一旦抵达火星,罗莎琳德·富兰克林号将收集火星表面样本并将其粉碎成细粉,其机载实验室随后会进行细致的化学、光谱和物理分析。火星车的导航能力应该足够它每个火星日开行100米。

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罗莎琳德·富兰克林火星车的概念图

与此同时,我们可以期待美国NASA的好奇号及毅力号漫游车和机智号直升机,还有中国祝融号火星车带来的新视野。此外,NASA洞察号着陆器将在2022年继续开展任务,但由于能源问题,这可能是它的最后一年。

金属小行星探测器出发

20228月,SpaceX的猎鹰重型火箭将尝试把NASA的“灵神星”探测器送入太空。顾名思义,它的目的地是灵神星(16Psyche)——一颗含有大量镍、铁及稀有金属的金属小行星。

据称,这颗小行星“为我们了解造成类地行星的碰撞和吸积的历史提供了一个独特窗口”。

此次任务有望揭示灵神星表面的组成和年龄,以及其形成的条件。探测器获得的数据还将用于创建小行星表面的详细地图。灵神星探测器预计将于20261月抵达目的地。

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NASA灵神星探测器的概念图

与灵神星探测器搭乘同一猎鹰航班的还有另外两颗小卫星,但它们将前往其他地方。

这组双星飞船号称“雅努斯双星”(Janusproject),将探索一对双星小行星——(175706)1996FG3(35107)1991VH

该项目的首席研究员、科罗拉多大学天文学家丹尼尔·舍雷斯(Daniel Scheeres)表示,双小行星“是我们没有高分辨率科学数据的一类天体”,因为全部现有观测都来自地面望远镜,“这不能像近距离观测那样给你更多细节”。

双星计划不仅能加深我们对早期太阳系的了解,还可以为行星防御措施提供信息。探测器需要4年时间方可到达目的地。

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双星飞船概念图

那些已经发射至太空的探测器将继续工作。

NASA朱诺号(Juno)探测器将于2022929近距离飞越木星的卫星“木卫二”(Europa),此后它围绕这颗气态巨行星的轨道周期将从43天减少到38天。

NASA帕克太阳探测器将在2022年进行4次对太阳的飞越。

2021年圣诞节,我们见证了韦布空间望远镜发射。它将前往太阳-地球拉格朗日点2L2)。日地L2位于太阳和地球连线延长线上距地球150万公里处,是引力稳定平衡点。此区域的天体可绕L2转动,不会脱离稳定位置,用很少燃料即可长期驻留。抵达L2(发射后30),韦布望远镜的设备部署成功之后,我们就能看到它对宇宙的第一次观测。

资料来源:

The Most Exciting Things Happening in Space in 2022

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