令人印象深刻的2020年即將結束,那麼,2021年一年中將會有什麼太空冒險之旅值得我們關注呢。
三個火星任務
由於三個獨立任務的到來,我們的火星研究能力將在2021年實現巨大飛躍。
NASA的火星漫遊者毅力號於2020年7月30日發射升空,將於2月18日到達火星。如果降落順利,毅力號將是到達火星的第五個火星車,其餘的是旅行號、精神號、機遇號和好奇號(其他 諸如NASA的洞察號之類的著名探測器是著陸器,而不是漫遊器)。這輛6輪重1025公斤的漫遊車裝有各種儀器,其中包括23種不同的攝像頭,監視火星天氣的設備,用於在微觀尺度上掃描表面的紫外光譜儀以及可穿透地面的雷達以及許多其他超酷科研工具。
令人興奮的是,毅力號將獲取火星表面的樣本並將其存放在小罐中,然後在下一次任務中將其取回並帶回地球。
毅力號漫遊車將降落在傑澤羅火山口(Jerzero crater),那裡曾經是一個湖,在這裡毅力號將尋找火星古生命的跡象。毅力號還配備了名為「Ingenuity」的微型直升機,該直升機有望成為首架在另一個星球上飛行的飛機。
中國的「天問一號」任務將於4月23日到達火星。這項雄心勃勃的任務將看到部署13種不同的科學有效載荷,其中7種安裝在在軌道飛行器上,而6種安裝在漫遊車上。軌道器將使用其雷達、光譜儀、磁力計和其他儀器從軌道研究火星。240公斤漫遊車及其相機、探地雷達、磁場檢測器、表面複合檢測器和其他儀器將研究火星表面的烏託邦普蘭蒂亞地區。「天問一號」是中國首次向紅色星球發射的探測器任務。
阿拉伯聯合大公國(UAE)還將以「希望」號任務的形式執行其首次登陸火星的任務。這顆重達3,000磅的衛星將於2月到達火星,在那裡它將研究火星的大氣和天氣。探測器將進入一個獨特的火星赤道軌道,在該軌道中的移動方向與行星的旋轉方向相同。這將使「希望」號探測器可以長時間專注於單個目標。
我們的月亮將成為熱門太空探索地
月球再次成為一個熱門太空探索地,尤其是考慮到今年的重大新聞,月球容納的水比我們想像的要多,而且這種水幾乎無處不在。2021年即將進行的一些任務將繼續增進我們對地球大型天然衛星的了解。
七月,位於匹茲堡的私人太空公司Astrobotic Technology將為美國宇航局發射其百富勤(Peregrine)任務。四腳探測器將落在月球可見側面的東北面上,位於一個叫做拉庫斯·莫蒂斯(Lacus Mortis)的區域。在機上許多物品中,百富勤(Peregrine)將提供NASA儀器以測試導航和著陸技術。著陸器還將存放傳奇科幻作家亞瑟·克拉克(Arthur C. Clarke)的DNA,以及其他個體的DNA和火化遺骸。
私人公司Intuitive Machines還將在2021年夏季向月球發射一個名為Nova-C的商業著陸器。該著陸器將「捕獲月球表面的原始光學圖像,並將其轉換為Terrain Relative Navigation測量值,以在200米內著陸這家位於休斯敦的公司表示:「它的預期著陸點是660英尺」。
俄羅斯將在2024年重返月球,將其月球25號(Luna 25)登陸器送往月球南極附近的博古斯拉夫斯基(Boguslavsky)隕石坑。該探測器將配備八種科學儀器,將用於探索該地區並尋找水冰的跡象。俄羅斯上一次登月任務是在1976年,蘇聯執行了月球24(Luna 24)任務。
印度的「月船三號」(Chandrayaan-3)任務將包括漫遊車在月球南極的軟著陸。發射定於2021年下半年進行,但可能會推遲到2022年。希望這一任務會比「月船二號」(Chandrayaan-2)更好,因為在通信故障下,Vikram探測器在月球表面墜毀。
現在就讓火箭前進
一些非常重要的發射計劃在2021年進行,也許沒有NASA的太空發射系統(SLS)首次發射那麼重要。
據推測,這枚火箭將作為美國宇航局阿爾忒彌斯(Artemis)計劃的一部分,於2024年將太空人運送到月球,最終將人類運送到火星。這枚巨型火箭的首個版本將能夠向比月球更遠的軌道輸送27噸(59,500磅)太空飛行器,並達到接近每小時9,400 公裡的速度。首次發射定於2021年11月,屆時火箭將把一顆未載人的獵戶座太空艙送入軌道。
自2021年1月喬·拜登宣誓就任美國總統以來,我們應該進一步了解他的政府的NASA政策,以及是否仍有望在2024年將航天局派往月球表面。
2021年對於美國太空探索技術公司(SpaceX)而言將是令人振奮的一年,這是由伊隆·馬斯克(Elon Musk)領導的公司希望將其50米高的星艦送入軌道的。這種下一代火箭旨在將貨物和乘客運送到地球軌道、月球和火星。隨著美國太空探索技術公司(SpaceX)建立其寬帶網際網路星座,該公司還將繼續交付大量的星鏈(Starlink)衛星。
2021年其他值得注意的發射包括具有可重複使用的第一階段的藍色起源(Blue Origin)太空公司的New Glenn火箭,美國聯合發射聯盟(United Launch Alliance)的Vulcan火箭,日本三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries )的H3火箭以及法國的阿麗亞娜航天公司(Arianespace)的阿麗亞娜6型火箭。
我們還預計,波音公司的CST-100 Starliner太空船將在1月進行無人發射,並可能在夏天進行載人發射。一次次拙劣的試飛行發射後,私人航空航天公司陷入困境,發射遠落後計劃,隨後美國宇航局提交了一份報告,概述了不少於80項建議供私人航空航天合作夥伴實施。也就是說,美國太空探索技術公司(SpaceX)的CrewDragon太空船在2020年取得了成功,這意味著NASA已經有了將太空人運送到太空的可行選擇。
經過無數的延誤和很多期望後,NASA將於2021年10月31日發射詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope,縮寫JWST)。這臺下一代紅外望遠鏡將在地球-太陽L2拉格朗日點工作,大約距離地球160萬公裡 。從這個有利的角度來看,JWST將注視早期的宇宙,研究星系和超大質量黑洞,並提供有關係外行星的新見解,包括系外星系的大氣成分,甚至包括系外星系的可宜居性。
2021年還有其他值得注意的發射,其中包括將於10月或11月某個時候出發前往木星的特洛伊小行星的美國宇航局露西太空飛行器,以及計劃於7月下旬發射的美國宇航局的雙小行星重定向測試。DART太空飛行器將訪問雙小行星Didymos,然後人為將其撞向小行星,以測試我們重定向潛在危險小行星的能力。
正在進行的深空冒險
還記得美國宇航局的朱諾(Juno)太空飛行器嗎?該探測器拍攝了許多令人難以置信的有關木星的圖像?以及它如何檢測到氣體巨星的淺閃電和糊狀冰雹?
不幸的是,對於朱諾來說,這已經快到尾聲了,因為美國航空航天局計劃在7月16日使飛船脫離軌道,並使其在木星的大氣中解體(這樣做是為了防止木星系統受到汙染)。令人欣慰的是,任務持續了41個月,比NASA最初計劃的要長。
日本航天探索局(JAXA)是唯一成功從小行星收集表面樣本的國家(隼鳥2本月早些時候從龍宮小行星獲取樣本返回),但NASA的OSIRIS-Rex太空飛行器,目前在貝努(Bennu),其上有一個儲藏罐可能裝滿從小行星表面收集的碎片,OSIRIS-REx將於3月離開本努,但要等到2023年9月才到達地球。
NASA帕克太陽探測器將在2021年執行三個近日點(到太陽的最接近軌道),因為它越來越接近最終的厄運(可能發生在2025年)。該太空飛行器還將在10月份飛經過金星,進入距離地球3786公裡的大氣層。金星的這次飛行將使探測器走上一條路徑,使它成為最接近太陽的人類製造的物體(它已經保持著這個記錄)。歐空局的太陽軌道器,也正在研究太陽,將在11月正式進入其主要階段的任務,但探測器已經做了一些令人振奮的工作。
歐洲航天局的貝比·科倫坡計劃於2025年下半年進入水星軌道,但它將在2021年8月10日接近金星。對於第二次引力輔助,貝比·科倫坡將到達距金星343英裡(552公裡)以內。
太空冒險離家更近
國際空間站上的活動將照常進行,預計Expedition 64機組人員將完成大部分工作,並充分利用其新的Nanorocks Bishop Airlock進行大量科學實驗。
說到空間站,中國有望實現自身的飛躍。中國將在2021年某個時候發射天河空間站模塊,它將作為整個空間站的基礎要素,該空間站將在2025年之前完成。
智利的維拉·魯賓天文臺要到2022年10月才能完全發揮作用,但其廣角反射望遠鏡將在2021年首次上線。天文學家將使用該設施每晚捕獲1,000張圖像,對附近的恆星和遙遠的衛星進行測量,但不排除埃隆·馬斯克(Elon Musk)的星鏈(Starlink)會妨礙他們的行動。