2022太空很忙，全球航天將迎來這些高難度任務(wù)→

2022年，全球航天將在發(fā)射次數(shù)上有望再創(chuàng)新高，也將迎來一系列高難度的重大任務(wù)。讓我們一起來看2022年的航天大事件吧！

撰文/焦維新（北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授）

圖文編輯/陳永杰 新媒體編輯/李云鳳

圖片來源/NASA

2021年是人類航天史上極不平凡的一年：世界各國共計實現(xiàn)了145次火箭發(fā)射，是史上發(fā)射次數(shù)最多的一年。而2022年，全球航天不僅在發(fā)射次數(shù)上有望再創(chuàng)新高，也將迎來一系列高難度的重大任務(wù)。讓我們一起來看看2022年有哪些值得期待的航天大事件吧！

中國空間站年底建成

私人宇航員首次訪問國際空間站

過去的20多年內(nèi)，國際空間站一直是人類唯一的空間站，也是國際載人航天長期在軌駐留的唯一平臺。但2021年4月29日，中國空間站天和核心艙成功發(fā)射升空，意味著中國正式開啟空間站建設(shè)。按照計劃，2022年年底將建成空間站，為此將有6次發(fā)射任務(wù)。

貨運飛船天舟4和天舟5估計分別在5月和10月發(fā)射；載人飛船神舟14和神舟15估計分別在5月中下旬和11月中旬發(fā)射；5月下旬至6月發(fā)射“問天”實驗艙；8月至9月發(fā)射“夢天”實驗艙。神舟14號的航天員將與神舟15號的航天員在太空進(jìn)行工作交接。

可以想象，今年下半年的空間站建設(shè)將是非常繁忙的，航天員們將會進(jìn)行多次太空行走。同時，還將安排1000多項實驗，從天文和地球觀測到微重力和宇宙輻射對細(xì)菌生長的影響等。

▲公理太空公司計劃與國際空間站連接的模塊

國際上，2月21日，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）將向國際空間站發(fā)射“公理太空”公司的第一次私人宇航員，任務(wù)代號為“Ax-1”。這將是人類歷史上首個完全商業(yè)的宇航員訪問國際空間站。

靈神星開始“太空探礦”

歐俄探測器能否趕上探火窗口？

2022年的國際深空探測重要項目不多，只有火星探測和小行星探測兩項。

2022年8月，美國國家航空航天局（以下簡稱NASA）將發(fā)射靈神星探測器，目標(biāo)就是與名稱所對應(yīng)的小行星——靈神星（16 Psyche）。雷達(dá)探測顯示，靈神星幾乎是由鐵、鎳、金等元素構(gòu)成，像極了巖石行星的內(nèi)核，也極有可能含有更多稀有金屬。靈神星的重量為2.7億億噸級別，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類每年利用的20億噸鐵礦石重量，足夠人類使用千萬年，可以說是某種程度上的“無限”資源。

雖然靈神星探測器的任務(wù)并不是真正意義上的“太空采礦”，但已然是一次標(biāo)準(zhǔn)的“太空探礦”。未來，或許人類不再困擾于匱乏的資源，因為宇宙中幾乎所有資源都是“無窮”的，只要人類航天有能力把它們?nèi)』貋怼?/p>

▲靈神星探測器

火星探測窗口期每26個月才一次，著實不易。在2020年7月，中國、美國、阿聯(lián)酋都抓住了寶貴的機會。由于預(yù)算不足、技術(shù)困難及新冠疫情等諸多原因而推遲的歐俄聯(lián)合火星生命探測計劃2020（ExoMars 2020）（現(xiàn)更名為ExoMars 2022）被推遲到9月下旬，將使用質(zhì)子火箭將羅莎琳德·富蘭克林號火星車和俄羅斯的哥薩克號著陸器（Kazachok）送往火星，著陸器同時亦將作為火表科學(xué)實驗的平臺。

ExoMars 2022火星車的最突出特點是攜帶了最大鉆探深度為2米的鉆孔機，收集地下樣本并將其存放在其分析實驗室抽屜中。然后，它的“巴斯德”儀器套件將分析土壤的生物特征。ExoMars 2022火星車將是第一個把穿越地表的能力與深層地下土壤研究相結(jié)合的火星任務(wù)。

▲ExoMars 2022火星車

重開登月時代

太空發(fā)射系統(tǒng)和獵戶座飛船首飛

根據(jù)美國的“太空網(wǎng)站”統(tǒng)計，俄羅斯、印度、韓國、日本等多國都嘗試在今年發(fā)射月球探測器，美國將會試射兩種載人登月的重型火箭，2022勢必將成為月球探測的大年?！?022年，幾乎每個人都希望將探測器送上月球”，美國有線電視新聞網(wǎng)報道稱。

NASA將于2月發(fā)射“阿爾特彌斯一號”無人軌道飛行器，這是對拖延已久的太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）的首次測試，該系統(tǒng)旨在將宇航員送至月球表面?！鞍柼貜浰挂惶枴笔荖ASA重返月球計劃的第一步，此外，該機構(gòu)的“地月空間自動定位系統(tǒng)技術(shù)操作與導(dǎo)航實驗”（CAPSTONE）軌道飛行器將進(jìn)行實驗，為第一個環(huán)繞月球運行的空間站“網(wǎng)關(guān)”作準(zhǔn)備。

▲阿爾特彌斯1號的軌道

在計劃登月的國家中，俄羅斯將會在蘇聯(lián)時代結(jié)束后，發(fā)射首個月球探測器“月球-25”號，這距離1976年發(fā)射的 “月球-24”號已經(jīng)過去了46年?！霸虑?25”號是自1976年以來俄首個月球探測器。按照計劃，“月球-25”號將在月球南極的博古斯拉夫斯基隕石坑附近登陸。

它沒有搭載月球車，預(yù)計登陸后主要通過機械臂獲取樣本，并利用6種科學(xué)儀器展開研究?！霸虑?25”號將在月球表面運行一年，主要研究極地風(fēng)化層的成分，以及月球極地外大氣層的等離子體和塵埃。同時，“月球-25”號還負(fù)責(zé)為俄羅斯后續(xù)登月計劃驗證著陸技術(shù)，同時勘測月球南極永久冰層之下潛在的可利用水資源。

▲俄羅斯“月球-25”月球探測器

韓國的太空計劃也將目光投向了月球，并計劃在2022年啟動第一次登月任務(wù)。該國的“探路者”(Pathfinder)月球軌道飛行器將于今年8月搭乘SpaceX公司“獵鷹9”號火箭從卡納維拉爾角發(fā)射前往月球，途中經(jīng)歷一次超月噴射燃燒和地月轉(zhuǎn)移軌道，預(yù)計于12月中旬抵達(dá)月球。在進(jìn)入橢圓形的月球軌道后，它將開始近一年的科學(xué)探測?！疤铰氛摺庇身n國航空航天研究所(KARI)開發(fā)和管理，其目標(biāo)是開發(fā)月球探測技術(shù)，展示“太空互聯(lián)網(wǎng)”，對月球環(huán)境、地形和資源進(jìn)行科學(xué)調(diào)查，并確定后續(xù)任務(wù)的潛在著陸點。

▲韓國探路者月球探測器

印度也將在今年發(fā)射“月船三號”探測器，試圖再次登陸月球。印度在2008年發(fā)射的首個無人月球探測器“月船一號”在月球環(huán)繞軌道上運行了近一年時間，在“月球存在水分子方面”發(fā)揮了重要意義。雖然2019年發(fā)射的“月船二號”失聯(lián)墜毀，但其軌道飛行器仍在繼續(xù)繞月飛行。今年發(fā)射的“月船三號”將包括著陸器和月球車。

日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）將在2022年正式啟動月球探測活動，其核心是發(fā)射可精確著陸月球的“SLIM”探測器，它能將月面著陸的誤差范圍控制在100米以內(nèi)。根據(jù)這次登月的經(jīng)驗，日本和印度將在2023年共同發(fā)射新的月球探測器。

▲日本智能“SLIM”月球探測器

而據(jù)中國對外公布的計劃，中國探月工程四期包括嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務(wù)，這三個任務(wù)將在未來十年之內(nèi)陸續(xù)實施。按照計劃，先發(fā)射嫦娥七號探測器去往月球南極。然后，發(fā)射嫦娥五號的備份嫦娥六號，進(jìn)行月球南極的采樣返回。嫦娥六號之后再發(fā)射嫦娥八號，建立月球科研站的基本型。

撞擊危險小行星

將實現(xiàn)人類史上首次太空防御

恐龍滅絕隕石說和通古斯大爆炸隕石說，讓人類對地外天體的“來訪”始終保持著擔(dān)憂。這并非杞人憂天，一顆在太空中看似“小不點”的千米級小行星如果撞擊地球，足以導(dǎo)致地球氣候節(jié)奏徹底崩潰，毀掉大批物種，直接威脅人類未來。如果遭受更大的小行星的撞擊，后果將不堪設(shè)想。因此，防范對地球有潛在威脅的危險天體，毫無疑問是人類航天必須面對的課題。

2021年11月24日，人類首個小行星撞擊改道實驗器“DART”成功出發(fā)，它將撞擊一個雙小行星系統(tǒng)迪迪莫斯（Didymos）中的小個子迪莫夫斯（Dimorphos），隨后評估撞擊對小行星軌道的影響。

▲撞擊小行星效果示意圖

早在出發(fā)時，軌道已經(jīng)進(jìn)行了精細(xì)設(shè)計，預(yù)計撞擊時間為2022年9月26日。屆時，不僅它所攜帶的小衛(wèi)星將會記錄全程，地球上各大望遠(yuǎn)鏡也會對準(zhǔn)它們，圍觀這一次壯觀無比的“太空煙花”。

雖然目標(biāo)小行星直徑僅有170米，但它相比DART而言已經(jīng)是個巨無霸，即便DART精準(zhǔn)撞擊并完全爆炸，也僅能把它的速度改變0.4毫米/秒，可謂真正的“蚍蜉撼樹”。不過，在太空環(huán)境中，任何一點軌道影響都會積累，即“失之毫厘，謬以千里”。但大家可以放心，科學(xué)家們已經(jīng)認(rèn)真研究過，這次碰撞無論怎么讓小行星改道，都不會威脅到地球。

在我們暢享2022年國際航天事件的時候，SpaceX發(fā)射的“星鏈”衛(wèi)星兩度接近中國空間站，出于航天員的安全考慮，中國空間站兩次實施緊急避碰。這一事件讓我們意識到，快速發(fā)展航天事業(yè)與和平有序利用太空是一個必須多國妥善合作的課題，越來越繁忙的太空需要人類更多的智慧和協(xié)作。

出品：科普中央廚房

監(jiān)制：北京科技報 | 北科傳媒

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