2022太空很忙，全球航天將迎來(lái)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(lái)一系列高難度的重大任務(wù)。讓我們一起來(lái)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(lái)源/NASA

2021年是人類(lèi)航天史上極不平凡的一年：世界各國(guó)共計(jì)實(shí)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(lái)一系列高難度的重大任務(wù)。讓我們一起來(lái)看看2022年有哪些值得期待的航天大事件吧！

中國(guó)空間站年底建成

私人宇航員首次訪問(wèn)國(guó)際空間站

過(guò)去的20多年內(nèi)，國(guó)際空間站一直是人類(lèi)唯一的空間站，也是國(guó)際載人航天長(zhǎng)期在軌駐留的唯一平臺(tái)。但2021年4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙成功發(fā)射升空，意味著中國(guó)正式開(kāi)啟空間站建設(shè)。按照計(jì)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(yùn)飛船天舟4和天舟5估計(jì)分別在5月和10月發(fā)射；載人飛船神舟14和神舟15估計(jì)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(wèn)天”實(shí)驗(yàn)艙；8月至9月發(fā)射“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙。神舟14號(hào)的航天員將與神舟15號(hào)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(huì)進(jìn)行多次太空行走。同時(shí)，還將安排1000多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，從天文和地球觀測(cè)到微重力和宇宙輻射對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)的影響等。

▲公理太空公司計(jì)劃與國(guó)際空間站連接的模塊

國(guó)際上，2月21日，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）將向國(guó)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(hào)為“Ax-1”。這將是人類(lèi)歷史上首個(gè)完全商業(yè)的宇航員訪問(wèn)國(guó)際空間站。

靈神星開(kāi)始“太空探礦”

歐俄探測(cè)器能否趕上探火窗口？

2022年的國(guó)際深空探測(cè)重要項(xiàng)目不多，只有火星探測(cè)和小行星探測(cè)兩項(xiàng)。

2022年8月，美國(guó)國(guó)家航空航天局（以下簡(jiǎn)稱(chēng)NASA）將發(fā)射靈神星探測(cè)器，目標(biāo)就是與名稱(chēng)所對(duì)應(yīng)的小行星——靈神星（16 Psyche）。雷達(dá)探測(cè)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(jí)別，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類(lèi)每年利用的20億噸鐵礦石重量，足夠人類(lèi)使用千萬(wàn)年，可以說(shuō)是某種程度上的“無(wú)限”資源。

雖然靈神星探測(cè)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(lái)，或許人類(lèi)不再困擾于匱乏的資源，因?yàn)橛钪嬷袔缀跛匈Y源都是“無(wú)窮”的，只要人類(lèi)航天有能力把它們?nèi)』貋?lái)。

▲靈神星探測(cè)器

火星探測(cè)窗口期每26個(gè)月才一次，著實(shí)不易。在2020年7月，中國(guó)、美國(guó)、阿聯(lián)酋都抓住了寶貴的機(jī)會(huì)。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(cè)計(jì)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(hào)火星車(chē)和俄羅斯的哥薩克號(hào)著陸器（Kazachok）送往火星，著陸器同時(shí)亦將作為火表科學(xué)實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。

ExoMars 2022火星車(chē)的最突出特點(diǎn)是攜帶了最大鉆探深度為2米的鉆孔機(jī)，收集地下樣本并將其存放在其分析實(shí)驗(yàn)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(chē)將是第一個(gè)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(chē)

重開(kāi)登月時(shí)代

太空發(fā)射系統(tǒng)和獵戶(hù)座飛船首飛

根據(jù)美國(guó)的“太空網(wǎng)站”統(tǒng)計(jì)，俄羅斯、印度、韓國(guó)、日本等多國(guó)都嘗試在今年發(fā)射月球探測(cè)器，美國(guó)將會(huì)試射兩種載人登月的重型火箭，2022勢(shì)必將成為月球探測(cè)的大年?！?022年，幾乎每個(gè)人都希望將探測(cè)器送上月球”，美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)報(bào)道稱(chēng)。

NASA將于2月發(fā)射“阿爾特彌斯一號(hào)”無(wú)人軌道飛行器，這是對(duì)拖延已久的太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）的首次測(cè)試，該系統(tǒng)旨在將宇航員送至月球表面?！鞍柼貜浰挂惶?hào)”是NASA重返月球計(jì)劃的第一步，此外，該機(jī)構(gòu)的“地月空間自動(dòng)定位系統(tǒng)技術(shù)操作與導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)”（CAPSTONE）軌道飛行器將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為第一個(gè)環(huán)繞月球運(yùn)行的空間站“網(wǎng)關(guān)”作準(zhǔn)備。

▲阿爾特彌斯1號(hào)的軌道

在計(jì)劃登月的國(guó)家中，俄羅斯將會(huì)在蘇聯(lián)時(shí)代結(jié)束后，發(fā)射首個(gè)月球探測(cè)器“月球-25”號(hào)，這距離1976年發(fā)射的 “月球-24”號(hào)已經(jīng)過(guò)去了46年。“月球-25”號(hào)是自1976年以來(lái)俄首個(gè)月球探測(cè)器。按照計(jì)劃，“月球-25”號(hào)將在月球南極的博古斯拉夫斯基隕石坑附近登陸。

它沒(méi)有搭載月球車(chē)，預(yù)計(jì)登陸后主要通過(guò)機(jī)械臂獲取樣本，并利用6種科學(xué)儀器展開(kāi)研究。“月球-25”號(hào)將在月球表面運(yùn)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(shí)，“月球-25”號(hào)還負(fù)責(zé)為俄羅斯后續(xù)登月計(jì)劃驗(yàn)證著陸技術(shù)，同時(shí)勘測(cè)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(cè)器

韓國(guó)的太空計(jì)劃也將目光投向了月球，并計(jì)劃在2022年啟動(dòng)第一次登月任務(wù)。該國(guó)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(hào)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(jì)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(kāi)始近一年的科學(xué)探測(cè)。“探路者”由韓國(guó)航空航天研究所(KARI)開(kāi)發(fā)和管理，其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)月球探測(cè)技術(shù)，展示“太空互聯(lián)網(wǎng)”，對(duì)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(diǎn)。

▲韓國(guó)探路者月球探測(cè)器

印度也將在今年發(fā)射“月船三號(hào)”探測(cè)器，試圖再次登陸月球。印度在2008年發(fā)射的首個(gè)無(wú)人月球探測(cè)器“月船一號(hào)”在月球環(huán)繞軌道上運(yùn)行了近一年時(shí)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(hào)”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(hào)”將包括著陸器和月球車(chē)。

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

▲日本智能“SLIM”月球探測(cè)器

而據(jù)中國(guó)對(duì)外公布的計(jì)劃，中國(guó)探月工程四期包括嫦娥六號(hào)、嫦娥七號(hào)和嫦娥八號(hào)任務(wù)，這三個(gè)任務(wù)將在未來(lái)十年之內(nèi)陸續(xù)實(shí)施。按照計(jì)劃，先發(fā)射嫦娥七號(hào)探測(cè)器去往月球南極。然后，發(fā)射嫦娥五號(hào)的備份嫦娥六號(hào)，進(jìn)行月球南極的采樣返回。嫦娥六號(hào)之后再發(fā)射嫦娥八號(hào)，建立月球科研站的基本型。

撞擊危險(xiǎn)小行星

將實(shí)現(xiàn)人類(lèi)史上首次太空防御

恐龍滅絕隕石說(shuō)和通古斯大爆炸隕石說(shuō)，讓人類(lèi)對(duì)地外天體的“來(lái)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(diǎn)”的千米級(jí)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(lèi)未來(lái)。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(duì)地球有潛在威脅的危險(xiǎn)天體，毫無(wú)疑問(wèn)是人類(lèi)航天必須面對(duì)的課題。

2021年11月24日，人類(lèi)首個(gè)小行星撞擊改道實(shí)驗(yàn)器“DART”成功出發(fā)，它將撞擊一個(gè)雙小行星系統(tǒng)迪迪莫斯（Didymos）中的小個(gè)子迪莫夫斯（Dimorphos），隨后評(píng)估撞擊對(duì)小行星軌道的影響。

▲撞擊小行星效果示意圖

早在出發(fā)時(shí)，軌道已經(jīng)進(jìn)行了精細(xì)設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)撞擊時(shí)間為2022年9月26日。屆時(shí)，不僅它所攜帶的小衛(wèi)星將會(huì)記錄全程，地球上各大望遠(yuǎn)鏡也會(huì)對(duì)準(zhǔn)它們，圍觀這一次壯觀無(wú)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(gè)巨無(wú)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(shù)”。不過(guò)，在太空環(huán)境中，任何一點(diǎn)軌道影響都會(huì)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(guò)，這次碰撞無(wú)論怎么讓小行星改道，都不會(huì)威脅到地球。

在我們暢享2022年國(guó)際航天事件的時(shí)候，SpaceX發(fā)射的“星鏈”衛(wèi)星兩度接近中國(guó)空間站，出于航天員的安全考慮，中國(guó)空間站兩次實(shí)施緊急避碰。這一事件讓我們意識(shí)到，快速發(fā)展航天事業(yè)與和平有序利用太空是一個(gè)必須多國(guó)妥善合作的課題，越來(lái)越繁忙的太空需要人類(lèi)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(bào) | 北科傳媒

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