來自：火星小土豆火星學會 江蘇雷射聯盟轉載
2020年對於航天業(以及所有行業)來說都是在新冠肺炎大流行期間充滿挑戰的，一系列將於2021年發射或抵達目的地的令人興奮的任務仍在繼續推進。
火星學會
#2020每個人都了不起，有人見塵埃有人見星辰；2020即將再見，也許烏雲密布，但終究會看到太陽。凡是過往皆為序章，所有將來皆為可盼，銀河有跡可循，願我們一同行至天光。#2021 萬事順遂，毫無蹉跎
視頻號
從火星到小行星、太空機器人等，我們將看到太空探索在整個太陽系繼續擴張。我們還將看到一些新型火箭從從地球起飛。
地球人終於跨過了2020，外星人也來湊熱鬧了，毫無疑問，我們期待著明年發生大量酷炫而激動人心的太空事件，而這些故事將是最令人期待的。盡在神奇的2021年，升空去冒險吧!
2021年地球上會有哪些值得關注的航天大事呢？
1
登陸火星
三個不同的任務的到來，人類研究火星的能力在2021年將有一個巨大的飛躍。
太空工業正在迅速發展，火星目前是最熱門的任務目的地。美國NASA將繼續其對火星上生命的長期探索。它將把火星樣本儲存在地球上供最終分析，並測試有史以來第一架名為「機智號」(ingenious)的火星直升機。我國的「天問一號」任務是中國獨立自助研發的第一個火星任務，我們將看到軌道飛行器、著陸器和火星車三位一體來探索這顆紅色星球。阿拉伯聯合大公國還向火星發射了第一個任務「希望號軌道器」，以激勵「下一代」。
中國 天問一號
據國家航天局消息披露，2021年2月10日將是天問一號火星探測器近火制動捕獲的關鍵時間節點，當天也是我國農曆臘月二十九，距離除夕僅一天之隔，是獻給億萬國人農曆新年的最強賀禮。
臘月29進入火星環繞軌道
4月23日，「天問一號」將抵達火星。部署了13個不同的科學有效載荷，其中7個在軌道飛行器上，6個在火星車上。軌道飛行器將使用其雷達、光譜儀、磁力儀和其他儀器從軌道上研究火星。探測器發射質量5噸，是人類有史以來一次向火星發射的最大規模探測器。天問一號之所以重達5噸是因為它要一步實現對火星的「繞、落、巡」，即火星環繞、火星登陸、火面巡視，配置了軌道器、進入艙、著陸架、巡視器多個艙段結構，因此造就了人類史上最大規模火星探測器的歷史紀錄。
天問一號軌道器及其高解析度相機
天問一號位置示意圖
天問一號是我國獨立開展行星際探測的第一步，而這個第一步也是輝煌的開始。天問一號自7月23日發射以來已在軌運行超過157天，期間進行了三次軌道中途修正與一次深空機動，此時距離進入火星引力捕獲點只剩下最後約1000萬公裡，行程已過大半，目前正瞄準2021年2月10日的近火捕獲節點。接下來還將進行最後一次軌道修正，緊接著就將是第一次近火制動，由於地火通信延時越來越長，屆時需要探測器軌控發動機準時點火，且點火時間較長（15分鐘），對動力系統的在軌自主管理與性能發揮要求極高。
3000N發動機近火制動
完成第一次近火制動後，天問一號將進入捕獲軌道，之後再捕獲軌道進行遠火面機動改變軌道傾角，最終探測器組合體將在環火軌道運行一段時間，期間將啟用高分相機對火面重點區域進行高清成像進一步遴選著陸區，為進入器實施火星登陸行動做準備。天問一號看似一步登天的背後是紮實的工程實力積累與科學的任務規劃，沒有一絲一毫的衝動與魯莽，而這也是大國定力在重大航天工程中的具體實踐。
美國 毅力號
Artist’s impression of Perseverance and the Ingenuity helicopter. Image: NASA/JPL-Caltech
美國宇航局NASA的火星漫遊車「毅力」號於2020年7月30日發射升空，將於2月18日抵達火星。如果著陸順利，「毅力號」將是第五個到達火星的漫遊車，其他的分別是「探路者號」、「勇氣號」、「機遇號」和「好奇號」(其他著名的探測器，如美國宇航局的「洞察號」，是著陸器，而不是火星車)。這個六輪、2260磅重的飛行器裝有各種儀器，包括23個不同的照相機、一個監測火星天氣的設備、一個用於在微觀尺度上掃描火星表面的紫外線光譜儀、一個探地雷達，以及許多其他很酷的玩具。毅力號降落火星高清模擬動畫。
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當毅力號火星車2021年2月18日降落到#火星 上時，會發生什麼呢？在大約7分鐘的時間裡，太空飛行器從火星大氣層頂端的大約12,100英裡/小時(19,500公裡/小時)減速到降落在一個名為傑零隕石坑的區域時的大約2英裡/小時(3公裡/小時)。毅力號在火星上尋找古代微生物生命的跡象，收集和儲存火星巖石和風化石(碎石和灰塵)，表徵地球的地質和氣候。
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令人興奮的是，「毅力」號將採集火星表面的樣本，並將它們儲存在小罐子裡，這些小罐子將在隨後的任務中回收並帶回地球。探測器將在Jezero火山口著陸，那裡曾經是一個湖泊，「毅力」號將在那裡尋找古代生命的跡象。「毅力」號還配備了一架名為「機智號」的微型直升機，有望成為第一架在另一個星球上飛行的飛機，這讓人起了不小的雞皮疙瘩。
火星是一個迷人的星球！
它冰冷，覆蓋著紅色的灰塵和汙垢。像地球一樣，它也有火山、峽谷和平坦的平原。
科學家們還能看到那些看起來像是很久很久以前由河流和小溪雕刻而成的溝渠。
多年來，人類已經發射了四個機器人飛行器，統稱Rovers！
美國宇航局的第一個輪式火星探測器，索傑納，在1997年7月被部署在探路者著陸器上。索傑納是由康乃狄克州12歲的瓦萊麗·安布羅斯命名的，以紀念19世紀的廢奴主義者和活動家索傑納·特魯斯。
來自亞利桑那州的三年級學生索菲·科利斯贏得了命名勇氣號和機遇號的比賽，勇氣號和機遇號是美國宇航局的兩輛漫遊車，分別在2004年1月登陸火星，前後相隔三周。這輛車大小的好奇號火星車自2012年8月起就一直在探索這顆紅色星球的蓋爾環形山，它的名字由堪薩斯州六年級學生克拉拉·馬(Clara Ma)命名。
「毅力號」以「好奇號」為模型，而新一代的「好奇號」將採用與「好奇號」相同的下降和著陸系統。而這兩項任務之間的聯繫遠不止於此;「好奇號」確定蓋爾環形山在很久以前就有能力支持類似地球的生命。大家好，我是毅力號火星車！13歲的Alex給我起了這個名字！
阿聯-希望號
Artist’s conception of the UAE’s Hope Probe.Image: UAE Space Agency
阿拉伯聯合大公國(UAE)也在以「希望」(Hope)任務的形式執行其首次火星任務。這顆重達3000磅的衛星將於今年2月抵達火星，研究火星的大氣和天氣。探測器將進入一個獨特的赤道軌道，在那裡它將以與行星自轉相同的方向移動。這將使希望號能夠長時間專注於單一目標。
2
重返月球
Our Moon will be the place to be
月球上的水比我們想像的要多，而且幾乎到處都是水。2021年即將到來的一些任務將繼續提高我們對地球這顆大型天然衛星的了解。
私人航天月球探測
Conceptual image of Astrobotic’s lander. Image: Astrobotic
2021年7月，位於匹茲堡的私人太空公司Astrobotic Technology將為美國國家航空航天局發射NASA「Peregrine 遊隼一號」探測器。這隻四條腿的探測器將降落在月球可見一面的東北面，這個區域被稱為死亡湖。「遊隼」將為美國國家航空航天局(NASA)提供用於測試導航和著陸技術的儀器。如果任務按計劃進行，著名科幻小說作家阿瑟·c·克拉克的骨灰將被放在月球上。
Japanese rover rides ULA's 1st Vulcan rocket Image credit: Sierra Nevada Corp.
日本首個月球車「姚木」(Yaoki)將於2021年搭乘聯合發射聯盟(United Launch Alliance)新火神半人馬座(Vulcan Centaur)火箭的新秀任務(rookie mission)升空。姚木將與總部位於匹茲堡的Astrobotic公司的遊隼著陸器一起飛向月球，這項任務由美國宇航局的商業月球有效載荷服務(CLPS)項目贊助。
總部位於休斯頓的私人太空公司Intuitive Machines也將在2021年夏天利用SpaceX公司的獵鷹9號火箭向月球發射一個名為Nova-C的機器人商用著陸器。這家總部位於休斯頓的公司表示，著陸器將「捕獲月球表面的原始光學圖像，並將其轉換為地形相對導航測量數據，以便在距離預定著陸點200米(660英尺)的範圍內著陸。」著陸器將向月球表面發送5個NASA商用月球有效載荷(CLPS)，並將向我們的星球發送13.5個地球日的數據。
其他客戶的有效載荷將由Nova-C運載，因為著陸器仍有能力執行任務。
SpaceX總裁Gwynne Shotwell在一份聲明中表示:「我們與Intuitive Machines的合作是兩家私營公司與NASA合作推進太空探索的一個很好的例子。」
各國重返月球
(Image credit: NPO Lavochkin)
俄羅斯將於2024年重返月球，將月球25號著陸器發射到月球南極附近的博古斯拉夫斯基隕石坑。該探測器將配備8臺科學儀器，用於探索該地區，尋找水冰的跡象。俄羅斯最後一次登月是在1976年，當時是蘇聯的「月球24號」。
俄羅斯著陸器露娜-25可能是自前蘇聯以來第一艘到達月球表面的俄羅斯太空飛行器。俄羅斯計劃在2021年發射月球任務，搭載9臺儀器。露娜-25號將降落在月球南極，研究月球表層和外圈(大氣)。NASA和其他太空機構正在考慮在未來進行這一地區的載人登月任務。20世紀50年代至70年代，蘇聯幾次無人登月任務，包括第一艘撞上月球的太空飛行器(1959年的露娜2號)，第一艘軟著陸的太空飛行器(1966年的露娜9號)和第一輛機器人月球車(1970年的露娜17號/月球車1號)，以及其他裡程碑。
印度的月船3號任務將包括月球車在月球南極軟著陸。發射計劃在2021年底，但可能推遲到2022年。希望這次任務能比月船2號做得更好，在月船2號上，「維克拉姆」號探測器因通訊故障在月球表面墜毀。
3
新型火箭
New rockets take flight
ULA聯合發射聯盟(United Launch Alliance)的火神(Vulcan)火箭、三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)的H3火箭以及阿麗亞娜空間公司(Arianespace)的阿麗亞娜6號火箭；藍色起源和SpaceX並不是唯一計劃在2021年發射新火箭的公司。一些小型衛星發射公司也希望在未來一年進入軌道，包括螢火蟲航空航天公司、相對論火箭公司和維珍軌道公司。中國商業航天公司，星際榮耀，藍箭航天等。
總部位於德克薩斯州的螢火蟲航空航天公司最初希望在2020年發射第一枚阿爾法火箭，這是一種用於小型衛星發射的兩級助推器，但現在計劃在2021年進行多項任務。除了阿爾法火箭首次從加州范登堡空軍基地發射外，螢火蟲計劃在2021年至少再發射兩次任務，根據與適應性發射服務公司的新發射協議。
相對論空間公司是一家位於加州洛杉磯的初創火箭公司，正在建造Terran 1人族1號火箭，這是一枚完全3d列印的助推器，將從佛羅裡達州卡納維拉爾角和范登堡的發射臺發射小型衛星。該公司預計將在2021年進行首次飛行，並在其他商業協議中最近獲得了NASA的第二次發射合同。
美國國家航空航天局NASA SLS巨型火箭發射首次登月任務
一些非常重要的發射計劃將在2021年進行，也許沒有一個像美國宇航局太空發射系統(SLS)的首次發射那麼重要。
Artist’s conception of NASA’s Space Launch System (SLS) blasting off.Image: NASA
作為美國宇航局阿爾忒彌斯計劃的一部分，這枚火箭預計將在2024年將太空人送上月球，並最終將人類送上火星。這個巨大的火箭的第一個版本將能夠運送超過27公噸(或59500磅)，到比月球更遠的軌道，速度接近24500英裡每小時(39400 k/小時)。首次發射計劃於2021年11月，屆時火箭將把一個無人駕駛的獵戶座太空艙送入軌道。
拜登將於2021年1月宣誓就任美國總統，應該更多地了解其政府的NASA政策，以及NASA是否仍有望在2024年向月球表面派遣太空人。如果NASA雄心勃勃的太空發射系統巨型發射器今年能清除測試障礙，並按時完成建設，該機構的Artemis I任務將在2021年11月發射後繞月飛行。這將是SLS的第一次發射，也是NASA獵戶座太空飛行器的第二次發射，該太空飛行器在2014年首次執行無人航天任務。阿耳特彌斯一號是NASA人類登月計劃的關鍵，因為該機構計劃在2023年進行一次載人軌道月球任務，然後在2024年進行一次載人登月。然而，美國宇航局局長吉姆·布裡登斯廷(Jim Bridenstine)警告國會，能否在著陸最後期限前完成，也可能取決於NASA是否能為其載人著陸系統獲得更多資金。
SpaceX 星艦飛船首次商用
Starship prototype during free fall, in a test completed on December 9, 2020. Image: SpaceX
對於SpaceX公司來說，2021年應該是激動人心的一年，埃隆·馬斯克(Elon musk)領導的公司打算將165英尺(50米)高的飛船送入軌道。下一代火箭將運載貨物和乘客到地球軌道、月球和火星。隨著SpaceX建設寬帶網際網路星座，該公司還將繼續交付大量的Starlink衛星。在2020年進行了幾次雄心勃勃的測試後，SpaceX可能會在2021年通過Starship星艦飛船將其首個商用有效載荷送入太空。SpaceX負責商業銷售的副總裁喬納森·霍菲勒(Jonathan Hofeller)在2019年6月表示，該公司正在與幾家電信公司就發射機會進行談判。然而，即使SpaceX沒有確定這個暫定日期，它也在迅速推進星際飛船的開發，包括在2020年12月進行的一次雄心勃勃的機動測試。
火星學會
近距離看星艦各部分運作狀態，包括猛禽發動機和襟翼以及星艦內部結構 #星艦 #SpaceX
藍色起源的新格倫火箭亮相
藍色起源(Blue Origin)的可重複使用一級的新格倫(Glenn)火箭
(Image credit: Blue Origin)
如果一切按計劃進行，華盛頓州的藍色起源公司將在2021年發射其第一枚軌道火箭。這枚火箭以美國宇航局太空人約翰·格倫的名字命名為新格倫，它可以向地球靜止軌道發射多達14噸(13公噸)，向近地軌道發射50噸(45公噸)。NASA和Blue Origin最近宣布，該火箭將加入NASA的商業運載火箭艦隊；NASA已經使用了Blue Origin的亞軌道火箭New Shepard(以NASA太空人Al Shepard的名字命名)。
Starliner機組人員試飛
波音公司的CST-100星輪飛船將於明年1月進行無人發射，Starliner的第二次無人駕駛測試任務。波音公司在2019年發射商業載人星際飛船軌道測試飛行-1 (OFT-1)進入太空時遇到了一些問題——它沒有按計劃抵達國際空間站，NASA和該公司都調查並實施了一些經驗教訓; 波音公司希望在2021年3月29日進行第二次嘗試，此前該公司解決了第一次阻止Starliner抵達目的地的軟體問題。如果波音公司成功了，Starliner將成為繼SpaceX公司的「乘員龍」之後第二艘獲得認證的將太空人送入軌道的商業載人飛船。假設Starliner通過了無人飛行測試，波音公司計劃不早於2021年6月將三名太空人送入國際空間站。美國宇航局太空人邁克·芬克、妮可·曼和巴裡·「布奇」·威爾莫將進行波音公司的首次載人試飛。波音太空人克裡斯·弗格森(Chris Ferguson)最初被指派指揮這項任務，但由於個人原因，他於2020年10月退出了這架經常延誤的飛船。
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深空探測
Adventures in deep space
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將於2021年10月31日發射
(Image credit: NASA/Chris Gunn)
在多次推遲和期待之後，美國宇航局將於2021年10月31日發射詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(祈禱好運吧)。這款新一代紅外望遠鏡將在地球-太陽L2拉格朗日點運行，距離地球近100萬英裡。從這一有利位置，JWST將凝視早期宇宙，研究星系和超大質量黑洞，並提供對系外行星的新見解，包括大氣成分，甚至可能的可居住性。它已經從2007年的原定發射日期推遲了很多年。2020年7月，Covid-19迫使JWST將時間從3月推遲到10月，再推遲7個月到2021年。然而，NASA表示，雖然望遠鏡可能會使這一日期成為可能。
NASA一項名為Lucy的新任務將在近10年內研究8塊太空巖石
NASA's Lucy mission launch to eight asteroids
Schematic of the DART mission.Image: NASA/Johns Hopkins Applied Physics Lab
2021年其他值得注意的發射包括美國宇航局的「露西」(Lucy)宇宙飛船，它將在10月或11月的某個時候飛往木星的特洛伊小行星，以及美國宇航局的「雙小行星重定向測試」，計劃在7月下旬發射。DART太空飛行器將訪問雙小行星Didymos，然後故意撞擊該物體，以測試我們改變一個潛在危險的小行星方向的能力。這艘宇宙飛船將是美國國家航空航天局(NASA)首次訪問木星的特洛伊小行星，這些小行星以兩個星團的形式圍繞太陽運行；詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將於2021年10月31日發射一組在木星後面，另一組在木星前面。露西還將在前往這顆巨大的氣態巨行星的途中經過一顆主帶小行星。
正在進行的深空探險
Ongoing adventures in deep space
還記得美國國家航空航天局(NASA)的朱諾號宇宙飛船嗎?朱諾號探測器拍攝了那些令人難以置信的木星照片。它是如何探測到這顆氣態巨星上的淺閃電和糊狀冰雹的?
A detailed photo of Jupiter’s clouds as captured by NASA’s Juno spacecraft in 2017.Image: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstdt/ Seán Doran
不幸的是，這幾乎是朱諾號的末日，因為美國宇航局計劃在7月16日讓朱諾號脫離軌道，在木星的大氣層中解體(他們這樣做是為了防止對木星系統的汙染)。積極的一面是，這次任務比NASA最初計劃的持續時間長了41個月，就是這樣。
日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)是唯一一個成功收集小行星表面樣本的國家(隼鳥2號本月早些時候從龍宮小行星帶回了樣本)，但目前在Bennu的美國宇航局的OSIRIS-Rex太空飛行器可能有一個裝滿從該小行星表面收集的碎片的儲藏室。奧西裡斯-雷克斯將於3月離開本努，但要到2023年9月才能抵達地球。
美國宇航局的帕克太陽探測器將在2021年執行三次近日點(最接近太陽的軌道)，它越來越接近它的最終毀滅，這可能發生在2025年。探測器還將在10月快速掠過金星，到達距離金星2352英裡(3786公裡)的地方。這次對金星的飛越將使探測器沿著一條路徑飛行，這將使它成為距離太陽最近的人造物體(這一記錄已經被它保持了)。歐洲航天局的太陽軌道飛行器也在研究太陽，它將在11月正式進入任務的主要階段，但探測器已經在做一些令人興奮的工作。
歐洲航天局的Bepi Colombo計劃在2025年底進入水星軌道，但它將在2021年8月10日接近金星。在這第二次重力幫助下，貝皮·科倫坡將到達距金星343英裡(552公裡)的範圍內。
5
近地軌道
離家更近的太空探險Space adventures closer to home
Astroscale太空垃圾清除試驗
(Image credit: Astroscale)
Astroscale-Demonation(ELSA-d)壽命終結服務任務將於2021年3月搭載俄羅斯聯盟號火箭從哈薩克斯坦發射，以應對日益嚴重的太空垃圾在軌問題。雙太空飛行器任務包括一架385磅的太空飛行器。將在軌道上使用交會技術和磁捕獲機制的「客戶」。隨著越來越多的公司將微型太空飛行器送入近地軌道，預計未來幾年軌道碎片將會增加。
空間站
中國將在2021年發射天河空間站模塊，它將作為整個空間站的基礎元素，預計將在2025年完成。中國空間站核心艙今年春天將發射，我國載人航天工程的空間站建造任務已全面開啟，執行空間站建造階段四次飛行任務的航天員乘組已選定！中國載人航天工程總設計師周建平介紹，預計2021年春天，中國空間站核心艙發射。未來兩年計劃通過11次密集飛行任務，建成中國獨立建造、自主運營的天宮空間站。
國際空間站上的活動將照常進行，探險隊64名太空人預計將完成大部分工作，充分利用他們嶄新的畢肖普氣閘納米巖石，並進行一系列很酷的科學實驗。
私人太空人飛往國際空間站。SpaceX計劃於2021年與總部位於休斯頓的Axiom Space公司一起將太空人送入太空，前往國際空間站執行任務。這次旅行可能會有八天的空間站和兩天的旅行時間。雖然遊客以前也參觀過空間站，但Axiom指出，這將是「有史以來第一次完全私人的」空間站之旅。美國國家航空航天局(NASA)希望在未來開放空間站，以獲得更多商業機會，儘管國會在2021財年沒有為這些計劃提供足夠多的資金。
天文天象
在接下來的一年裡，業餘天文學家有一些值得期待的事件，包括5月26日的月全食，它將在美國所有50個州(包括阿拉斯加大部分地區)、加拿大大部分地區、東南亞、澳大利亞、大洋洲和南美洲部分地區可見。2021年12月4日將會出現日全食，但僅限於南極洲，在南非也能看到日偏食。
The Rubin Observatory currently under construction in Chile.Image: Rubin Observatory
智利的維拉·c·魯賓天文臺要到2022年10月才能實現全功率，但它的寬視野反射望遠鏡將在2021年看到第一束光。除非伊隆·馬斯克的星鏈擋住了我們的視線，否則天文學家們每晚將使用該設備捕捉1000張圖像，觀測附近的恆星和遙遠的星系。
具有潛在危險的小行星阿波菲斯將於今年3月接近地球，屆時它將距離地球1050萬英裡(1690萬公裡)以內。這將是我們用雷達成像觀察這顆小行星的最後一次機會，它將在2029年非常接近地球，屆時它將接近地球19000英裡(31000公裡)以內，這是地球到月球距離的十分之一。阿波菲斯在2068年撞擊地球的機率極低，但不為零。
https://gizmodo.com/the-space-news-we-ll-be-watching-in-2021-1845842911
https://www.space.com/space-missions-to-watch-in-2021
https://mp.weixin.qq.com/s/cQnjSUqtfNtORn7fxpHiLQ