科報日報記者 劉霞
1969年人類實現登月夢後，便開始設想，21世紀人類應該可以征服月球，可以到火星度蜜月……儘管40多年過去了，我們還在地球上轉悠，但這並不能阻擋人類登陸月球和火星的步伐，也無法遮擋人類看向更遙遠世界的視線。
美國《大眾機械》雜誌在近日的報導中，為我們列出了未來10年將進行的15項最重要的太空任務，涵蓋太空旅行、行星研究甚至殖民火星等領域。
一場探索之旅，正如一場浪漫的戀愛，金風玉露一相逢，勝卻人間無數。而那一場場“風花雪月”的事，最終目的都是為了讓我們更好地審視和明晰我們在宇宙中的位置以及我們的未來。
1
美國國家航空航天局發射火星車
（2020年）
美國國家航空航天局（NASA）希望向火星的“耶澤羅隕石坑”（Jezero Crater）派遣一輛火星車“火星2020”。
“火星2020”的發射窗口期為2020年7月17日至2020年8月5日，發射地點為美國佛羅裡達州卡納維拉爾角空軍基地，火星車預計於2021年2月18日登陸火星。
耶澤羅隕石坑曾是一個古老的火星湖泊所在地，具有支持微生物存活的條件。NASA相信這個直徑約50公里的撞擊坑內可能藏有這顆紅色星球上遠古生命的“蛛絲馬跡”。
火星上的耶澤洛隕石坑曾經是火山湖和河流三角洲的家園。圖源：英國《自然》雜誌官網
此次任務的持續時間估計接近一個火星年，相當於687天。當然，與任何其他的火星漫遊車一樣，這一任務有望延長時間。
這輛火星車身負重要使命——選取並將一部分火星岩土樣本封裝在小型的罐子裡，以等待未來取樣返回任務將其取回並帶回地球供實驗室分析之用。美國宇航局目前正在與歐洲空間局（ESA）合作開展相關研究，但至於這些存放在火星上的樣品何時才能被運回地球，還沒有具體時間表，或許會在21世紀30年代。
2
“火星太空生物”探測器抵達火星表面
（2021年）
在“火星2020”發射的同一窗口期，由歐洲航天局（ESA）和俄羅斯國家航天公司（Roscosmos）合作的“火星太空生物”（ExoMars）項目將探索火星這顆紅色行星上是否曾經存在生命。
這一計劃業已啟動：2016年，“痕量氣體軌道器”（TGO）發射升空，主要目標是更好地了解火星大氣中是否存在甲烷和其他大氣氣體，這些氣體可能是存在生物或地質活動的證據；“火星太空生物著陸器”於2017年升空，但它出師不利，墜毀在火星表面。
3
俄羅斯國家航天公司開始提供太空旅遊
（2021年）
俄羅斯國家航天公司與美國太空探險公司合力打造了一個新的旅遊目的地——太空。據俄羅斯衛星通訊社今年2月19日報導，這兩家公司簽署協議，商定將重現1961年第一艘載人航天飛船飛往宇宙時的航線，最晚在2021年前，首次將帶兩名“非專業”宇航員送往國際空間站。
然而對這個“好消息”，俄羅斯社交媒體上的反應卻是喜憂參半：有人感到興奮；但也有人認為，這是俄羅斯航天工業停滯不前的表現。
對於存在的質疑，俄羅斯國家航天公司將解釋稱，太空旅遊項目並不會犧牲任何其他太空項目。據報導，該公司的月球探測計劃已步入正軌；其下屬的一家研究機構17日則表示，正在研發的可重複利用的“太空遊艇”將在5年內投入使用。
4
詹姆士·韋伯太空望遠鏡終“上崗”
（2021年）
詹姆士·韋伯太空望遠鏡將成為哈勃太空望遠鏡的繼任者。按照計劃，它將於2021年發射，目前已耗資約100億美元，是NASA航天史上最複雜、最精密的設備。
詹姆士·韋伯太空望遠鏡是NASA、ESA、加拿大航天局(CSA)聯合研發的紅外線觀測用太空望遠鏡，可謂20年磨一劍。
按原計劃，該太空望遠鏡擬在2014年升空，卻由於種種原因一再被推遲。2018年6月，NASA宣布，詹姆士·韋伯望遠鏡最早將在2021年3月30日發射。
詹姆士·韋伯望遠鏡不但具備哈勃望遠鏡的光學性能，還具備中紅外和近紅外觀測性能，觀測能力是哈勃望遠鏡的100倍。也就是說，哈勃只能看到發光的星體，而韋伯則能夠看到不發光只要有溫度的天體。NASA稱它為運用紅外觀測的“時間機器”，將會是第一個觀測到135億年前出現的第一批恆星和星系的望遠鏡。
5
印度邁入載人航天領域
（2021-2022年）
印度空間研究組織（ISRO）正計劃在2021年至2022年向將首批宇航員送上國際空間站，最終將人送上月球。
6
SpaceX執行火星任務
（2022年）
2018年3月，埃隆·馬斯克在《新太空》雜誌撰文，詳細闡述了其雄心勃勃的火星移民計劃。
馬斯克稱，其所有的太空探索技術公司（SpaceX）計劃在2022年朝火星發射無人探測器，目的是“確認水資源情況，識別危險，讓初始的供電、采礦和生命支持基礎設施就位”。
馬斯克希望SpaceX能在2024年向火星發送2艘載人飛船以及兩艘貨運飛船。初期目標是“建設推進劑存儲庫和為未來載人飛行做準備。
7
中國將建成全球第三個空間站
（2022年）
今年早些時候，中國嫦娥四號探測器在月球背面著陸，標誌著中國跨越了一座歷史性的里程碑。在此之前，月球背面是一片沒有被探索過的區域。
中國的太空探索腳步當然不止於此。《紐約時報》報導稱：“中國現在計劃在2022年開始運行其第三個空間站，在2030年前向月球派遣航天員。中國還要發射火星探測器，包括能夠把火星表面樣本帶回地球的探測器。”
中國將在2022年建成空間站，目標就是要突破掌握並且發展這種近地空間長期載人的技術，而且能夠保證人在太空中長期舒適地生活、有效地工作。
據介紹，中國的空間站在完全建成之後，是一個大的組合體，總重量將接近100噸。在空間站建成之後，中國將成為世界上第三個擁有獨立設計、製造、發射、維護空間站的國家。
8
歐空局派“赫拉”前往雙小行星系統
（2023年）
歐洲航天局希望掌握一套在“危險”小行星接近地球數周前就探測到它們的方法。他們將希望寄托在以希臘婚姻女神赫拉命名的“赫拉”（Hera）任務上，這一任務是“人類首次拜訪雙小行星系統”，發射日期為2023年。
NASA的“雙小行星重定向測試”（DART）項目將於2021年中期完成全面開發並發射，飛往“雙子星”（Didymos），並於2022年9月與其中較小的“雙子星B”（Didymos B）相撞，以測試這種碰撞對小行星軌道的影響。
“赫拉”將於2026年達到“雙子星A”，對該小行星和“雙子星B”進行研究，為將來的小行星防禦工作奠定基礎。據悉，“赫拉”航天器配備了一台攝影機（由德國航天局開發並用於NASA的“黎明”號探測器），還配備了一個雷射雷達以和一台高光譜成像儀。
雖然“赫拉”無法觀察到DART項目產生的撞擊，但它將記錄撞擊之後“雙子星”系統的特徵，包括對“雙子星B”上的撞擊坑進行成像、觀測衛星軌道及其旋轉的變化等，這有助於科學家確定撞擊使衛星偏轉的效率。
9
SpaceX的首次月球商業旅行
（2023年）
去年9月份，Space X正式公布了其首位太空旅行乘客的身份——日本實業家、設計師兼藝術策展人前澤有作將成為“SpaceX公司首位飛越月球的私人遊客，時間為2023年。”
前澤還表示，他將從全世界邀請6至8名藝術家同赴月球，條件是返回地球後進行作品創作。
然而，前澤最近透露他“破產了”，因此，他是否能繼續按計劃完成此次旅行仍有待觀察。
10
JAXA奔赴火星衛星
（2025年）
JAXA的這一航天器如果取得成功，將於5年後返回地球。它有望揭示火衛一究竟是被火星引力捕獲的小行星，還是遠古時期火星與太陽系內另一個天體碰撞後的結果。
11
極大望遠鏡投入使用
（2025年）
由歐洲南方天文台（ESO）建造的“極大望遠鏡”位於智利阿馬索內斯山，它是一個建造在地面的光學天文望遠鏡。主鏡直徑為39米，由近800個六角形小鏡片拚接而成。
一旦建造完成，它將成為世界上最大的光學天文望遠鏡，清晰度將比哈勃太空望遠鏡高16倍；比詹姆士韋伯望遠鏡高6倍，集光能力是現有最強大太空望遠鏡的13倍。
極大望遠鏡能夠更詳細地探測恆星周圍的行星和行星系統，甚至行星的大氣特徵，這將幫助我們探索行星的演化、其他恆星的行星環境以及為什麽太陽系如此獨特等問題。同時，它還將研究系外行星的物理和化學特性、原行星盤和行星形成機制、太陽系的歷史、超大質量黑洞的演化歷程等。
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美國居住艙抵達“月球門戶”
（2025年）
NASA與其他國際合作夥伴聯合設計的月球軌道空間站“門戶”（Gateway）將是貫穿本世紀20年代的一大項目。該項目旨在幫助人類更加便捷地探索月球和火星。據報導，與國際空間站相比，“門戶”體積較小，將環繞離月球高4000至75000公里的軌道。
當前的設計允許4名宇航員同時在這座空間站駐留，而擬議中的一系列月球著陸器將使“門戶”成為太空活動的基地——還可能成為前往火星的踏腳石。
不過，當美國居住艙在2025年抵達這座空間站時，真正的科學研究才將開始。
13
NASA首次瞥見靈神星
（2026年）
我們將首次近距離觀察“靈神星”（Psyche），靈神星是小行星帶10顆主要小行星之一，位於火星和木星之間，是一顆繞太陽旋轉的小行星，它95%以上都是金屬，包括大量鐵和鎳，甚至還有金、鉑、銅等其他稀有金屬。
探測器將於2022年發射，4年之後抵達目的地，之後，它將立刻進行開創性的科學研究，這將是人類首次探索一顆金屬天體，發回的照片將進一步向我們揭示太陽系的真相。
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歐洲航天局“木星冰月探測器”抵達木星
（2029年）
歐洲航天局的“木星冰月探測器”（JUICE）將探索木星的三顆衛星——木衛三、木衛四和木衛二以及這顆氣態巨行星本身。探測器將於2022年發射，在長達7年的旅行之後進入木星系統。隨後對木星這顆三百倍於地球質量的巨行星的磁層、湍流大氣及其三顆衛星進行深入探測。
相較於“朱諾號”，“JUICE”的重點在於對木星衛星表面和內部結構進行研究，包括掌握衛星與木星的相互作用情況以及衛星自身的化學成分。
“木星冰月探測器”以木衛三為主要研究對象，因其是太陽系中唯一已知的含有自身磁場的衛星，“JUICE”將進一步研究該衛星與木星磁場之間的相互作用過程，而這將有助於人們理解木星系統的演化以及動力學全過程。
15
NASA的火星任務
（本世紀30年代）
NASA已經明確表示將在2024年重新把航天員送上月球，但它的目標顯然不止於此。今年4月，NASA證實它計劃在2033年實現載人登陸火星。
NASA局長吉姆?布裡登斯廷在一次國會聽證會上說：“我們希望在2033年實現載人登陸火星，我們可以通過加速載人登陸月球來加速載人登陸火星的進程。”
其實，早在2017年，NASA的預算案就將2033年列為首次載人登陸火星的目標時間，但NASA在其工作計劃中稱載人登陸火星時間為“2030年代”。
往返火星的任務需要火星與地球在太陽同一側時才能實施——每26個月才會出現一次，因此適合實施這一任務的時間是2031年、2033年…但許多專家和議員都擔心NASA不能按時實現這一目標，尤其是考慮到NASA重型火箭“太空發射系統”的開發跳票。
1970年，NASA馬歇爾太空飛行中心科學部門副主管斯圖林格博士在回復讚比亞修女的信中寫道：“太空探索不僅僅給人類提供了一面審視自己的鏡子，它還能給我們帶來全新的技術，全新的挑戰和進取精神，以及面對嚴峻現實問題時依然樂觀自信的心態。我相信，人類從宇宙中學到的，充分印證了那句名言：“我憂心忡忡地看待未來，但仍滿懷美好的希望。”
或許在不遠的將來，太陽系中的月球、火星都會成為人類的試驗基地，甚至成為人類離開太陽系，向太空進軍的重要轉運站站。
來源：科技日報 圖片來自美國《大眾機械》雜誌網站及網絡
編輯：劉義陽
審核：管晶晶
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