聚焦NASA 2017：開拓創新和再創記錄的一年
驚嘆2017年，NASA既有突破性的發現，也有開創性的探索。月球是航天局的焦點所在，我們以獨特的視角向公眾呈現了美國99年里首次橫跨東西海岸的日全食，我們首次宣布在一顆系外恆星的宜居帶發現了數量巨多的地球大小的行星，諸如此類，不勝枚舉！
Credit：NASA 本視頻由@柚子木字幕組 聽譯
月球，是NASA在2017年的關鍵詞，不僅因為那次日全食成為了美國歷史上觀測人數最多的事件之一，也因其使得重啟的人類太空探索計劃（human space exploration plan）活力非凡。
特朗普執政美國的2017年，有關NASA的新聞事件層出不窮，其中包括重組國家空間委員會（National Space Council）。在2017年10月5日的第一次委員會會議中，副總統Mike Pence指示NASA制定開發計劃，在太陽系中拓展人類探索活動，並讓宇航員重返月球，為人類登陸火星及其他目的地的任務做好準備。
美國副總統Mike Pence在2017年10月5日國家空間委員會的第一次會議中致開幕詞。會議在位於弗吉尼亞州-尚蒂伊區的史密松航空航天博物館烏德沃爾-哈齊中心（the Smithsonian National Air and Space Museum』s Steven F. Udvar-Hazy Center）舉行。
Credits: NASA/Joel Kowsky
美國白宮在2017年對NASA的支持體現在諸多方面，其中包括：
* 3月，美國總統特朗普簽署了2017年NASA授權法案（NASA Authorization Act）
* 4月，美國總統從辦公室致電國際空間站，到了9月，創紀錄的美國宇航員Peggy Whitson著陸後向其致電
* 6月，美國副總統Pence訪問了NASA的約翰遜航天中心（Johnson Space Center），7月訪問了肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center），9月訪問了馬歇爾航天飛行中心（Marshall Space Flight Center）
* 10月，美國副總統視察了NASA執行下一個火星登陸任務的洞察號探測器（Insight）的準備工作
「完整回顧NASA在一年中獲得的成就，我們所取得的成就著實令人驚嘆，」NASA代理局長Robert Lightfoot說，「這麼多極具挑戰性的任務最終完成，證明了我們整個NASA團隊的決心。我為我們在2017年的成就感到驕傲，2018年還有更多任務在等著我們。未來的新發現和技術進步必將繼續激勵我們不斷前行。」
「NASA連續六年榮獲公共服務夥伴組織（Partnership for Public Service）公布的「政府最佳工作部門」（Best Places to Work in Government）大型機構的第一名。感謝全體員工的團隊精神和奉獻精神，正是這個優秀的團隊讓我們能代表美國人民以及全世界人民，在所有的任務中獲得舉世矚目的成就。」
太陽系和遠方
對NASA而言，2017年引發公眾最廣泛關注的天文事件是8月21日的日全食。它既是近些年來最盛大的互聯網活動之一，也是NASA最大型的線上事件。在NASA官網（NASA.gov）和多個社交平台進行上的直播瀏覽量超5000萬次；日食發生前後，Facebook上有超過3100萬獨立訪問。這些數據意味著NASA與全世界數以百萬計的人們分享了這一天文勝景。日全食前後，還有航天器、飛機、高空氣球和國際空間站上的宇航員採集了豐富的科研資料。下圖即由國際空間站在日食期間運行至地球與太陽之間時拍攝。
在2017年8月21日的日食中，國際空間站以太陽為背景出現在月影邊緣位置。
Credits: NASA/Bill Ingalls
以下是NASA今年在太陽系及更遙遠的宇宙中的一些亮點：
* 隨著NASA的卡西尼號航天器（Cassini spacecraft）墜入土星大氣層結束了它為期13年的土星之旅，太陽系探索歷史上一段激動人心的時代也在9月15日這天宣告終結。卡西尼號的任務改變了我們對於海洋世界的認知，生命有可能存在於地球以外的地方。
*人類歷時最久、歷程最遠的空間任務-——NASA旅行者1號與2號（Voyager 1 and 2），在9月5日迎來了第40個年頭，任務期間為我們帶來了空前的科學發現和圖像。航天器繼續探索星際空間的邊界，NASA也會繼續保持與航天器的日常通信。
* NASA的帕克太陽探測器（Parker Solar Probe）以一位在世研究人員的名字命名：芝加哥大學名譽教授Eugene N. Parker，該航天器計劃於2018年發射，探索太陽的外層大氣。
* 距離地球1.3億光年以外的NGC 4993星系中兩顆併合的中子星讓NASA的費米伽馬射線太空望遠鏡（Fermi Gamma-ray Space Telescope）首次觀測到了一個引力波事件中的高能光線。NASA的雨燕衛星（Swift）、哈勃望遠鏡（Hubble）、錢德拉X射線天文台（Chandra）和斯皮策太空望遠鏡（Spitzer），以及許多地基天文台隨後也捕捉到了這次爆炸殘骸的逐漸變暗的餘暉。
* 詹姆斯韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）在NASA戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）和約翰遜太空中心完成了環境測試，預計在2019年發射升空。
* NASA的斯皮策太空望遠鏡（Spitzer）在一顆恆星周圍發現了首個已知的由7顆地球大小的行星所組成的系統，其中3個位於宜居帶，即恆星周圍最有可能使岩石星球上存在液態水的一片區域。
* NASA的哈勃太空望遠鏡在一顆系外行星上發現了下二氧化鈦「雪」的現象（snows sunscreen），但這一現象僅能在行星常年背對恆星的那一面看到。
* NASA的開普勒太空望遠鏡團隊發布了一份十分詳盡的系外行星列表，包括219顆新行星候選，其中10顆接近地球大小且位於其主恆星的宜居帶。
* 天文學家利用NASA的錢德拉X射線天文台（Chandra X-Ray Observatory）和其他望遠鏡的數據發現了一個特別有趣的雙星系統——X9，該系統由一個黑洞候選體及白矮星伴星組成，位於距離我們14800光年外的球狀星團杜鵑座47。儘管科學家們之前已多次發現這樣的系統，但是X9的特殊之處在於，這個黑洞候選體及其伴星間的距離很近，只有2.5倍的地月距離，伴星每半小時繞黑洞候選體一周。在天文學中，這個距離很近，這可能是迄今最緊密的黑洞及其伴星系統。
* NASA的OSIRIS-REx小行星採樣任務的探測器於9月22日成功藉助地球引力將自己彈射向小行星貝努（Bennu）的路徑上，預計2018年夏天兩者相遇。探測器正在執行一個為期7年的任務，計劃與貝努相遇，開展研究並攜帶一份樣本返回地球。
* NASA的朱諾任務前期科學研究結果顯示，木星作為太陽系裡最大的行星，是一個複雜且暗流洶湧的世界，那裡有地球大小的極地氣旋。
* 在10月19日，NASA贊助的Pan-STARRS1望遠鏡觀測到首個確認來自其他恆星系統並穿過太陽系的天體。這一歷史性的發現告訴我們，這顆星際旅行者是一顆岩石構成的雪茄形狀的天體，其長寬比與太陽系中觀測過的任何小行星或彗星都不一樣。
* 一個由NASA科學家領銜的國際天文學家團隊藉助一顆真實的小行星—2012 TC4—成功完成了第一次全球反應能力演習。此次演習測試了國際小行星預警網路（International Asteroid Warning Network）應對危險小行星時的觀測、建模，預測及溝通的能力。
藝術概念圖：2017年9月15日NASA卡西尼號航天器墜入土星大氣層時的場景。
Credits: NASA/JPL-Caltech
火星
2017年，NASA在人類登陸火星的準備工作中取得了進展，同時也迎來了持續向這顆紅色星球派遣火星車，執行科學探索任務的第20年。另外，今年有創紀錄的240萬粉絲報名將他們的名字製作成晶元隨NASA的洞察號任務（InSight mission）飛向火星，洞察號火星車將於2018年開始研究火星的內層及淺層表面。
* NASA激動人心的未來太空探索任務收到了創紀錄的申請，2017年6月，NASA從中選擇了12人作為新宇航員的候選。他們可能將搭乘世界上最強大的火箭，太空發射系統（Space Launch System, SLS）和獵戶座飛船（Orion Spacecraft），飛向遙遠的深空執行任務。今年，NASA正在搭建和測試太空發射系統和獵戶座的前兩次任務所需的硬體。
以下是2017年里人類深空任務在月球和火星方面的進展。
*太空發射系統第一次測試任務，名為探索任務1號（Exploration Mission-1），該任務使用的首個硬體已運抵肯尼迪宇航中心等待處理。
*太空發射系統將在初次測試任務中用到的4個液體燃料引擎已完成飛行準備，工程師已開始為第二次載人任務，探索任務2號（Exploration Mission-2）測試引擎。
* 火箭核心階段的5個部件都已建好，隨時準備添加外置設備和測試。
* 火箭的2個推進器由10個動力組件組成，它們已準備好進行第一次整體測試飛行。
* 首次載人發射之前，NASA進行了獵戶座飛船關鍵的成員安全發射中止測試（crew safety abort test），團隊同時還測試了把返回艙帶到安全著陸地點的降落傘，以及宇航員從任務中返回時所採取的退出流程。
* 同時，致力於獵戶座飛船的第一次整體測試飛行的團隊目前正在抓緊建造首次載人任務中使用的獵戶座太空艙。
* 在太空發射系統和獵戶座飛船將來使用的發射場地，防火牆的升級工作已完成，同時完成的還有航天器裝配大樓（Vehicle Assembly Building）的所有工作平台，火箭在發射前將貯放於此。
* NASA和美國工業與空間站合作夥伴開始研究深空門戶（deep space gateway）的概念。藉助世界上最強大的火箭，NASA將在太空發射系統和獵戶座飛船的前期載人任務中一併發射門戶概念里涉及的動力與推進組件、宇航員的居住艙和後勤艙。
* NASA繼續使用在下一個空間探索技術合作夥伴（Next Space Technologies for Exploration Partnerships， Next STEP）中的公私合作夥伴模式尋求在深空探索能力的商業發展。今年，NASA宣布尋求用於空間任務的第一代空間多材料製造實驗室（first-generation, in-space, multi-material fabrication laboratory，FabLab）的合作夥伴；在研究門戶動力與推進組件上選擇了5家公司展開研究；還宣布將尋找在資源就地利用（In Situ Resource Utilization，ISRU）技術上的研究合約；NASA的合作夥伴正在開發棲息地結構的原型。
* NASA在許多全民挑戰中與公眾開展互動，包括太空便便挑戰（挑戰者需為下述場景提供解決方案：若要使得宇航員身著宇航服在微重力環境下生存多達6天，如何收集人體排泄物並引導至體外）。
藝術概念圖：火星全球勘測者號（Mars Global Surveyor）繞火星軌道飛行。
Credits: NASA/JPL-Caltech
國際空間站
2017年，曾有6位NASA宇航員在國際空間站上生活，他們藉助獨特的微重力實驗室協助完成了120多項美國的新研究項目，為今後的深空探索和改善地球生活做準備。研究包括對燃燒過程的新認知，抗癌藥物的測試和「比格羅膨脹式活動倉」（Bigelow Expandable Activity Module，BEAM）的技術演示。另外，空間站還主導了許多外部實驗，包括從太空中觀測地球及其環境，開展中子星、黑洞和暗物質等空間物理學研究。今年共計有超過170項美國的實驗促進了我們對於生物及生物技術、物理科學、人類研究，科技進步及教育的理解。
以下是空間站在今年取得的一些其他成果：
*第53次遠征隊的抵達標誌著常駐空間站的美國宇航員的人數首次從3名增加到了4名，這讓NASA能最大限度地利用時間，進行研究。
*在經歷了一次延期任務後，Peggy Whitson打破了多項紀錄，她在3次任務中總計停留665天，成為在太空中逗留總時長最久的美國宇航員。
* 在9次太空行走中，NASA宇航員完成了未來商用載人航天器抵達時的準備工作，並升級了空間站的功能。
* 在2017年的5次任務中，NASA的商業貨運合作夥伴Orbital ATK和SpaceX向國際空間站運輸了超過32,900磅（約14,923公斤）的重要補給，包括宇航員的補給物資與設備，用以支持在空間站進行的上百次重要科學實驗和技術論證。
* 在進行3次補給任務後濺落在太平洋上的SpaceX龍飛船（Dragon capsule）還帶回了超過13,000磅（約5,896公斤）的研究成果和器材。
* 隨著商用載人計劃合作方波音和SpaceX分別宣布了CST-100宇宙飛船（Starliner）和載人龍飛船（Crew Dragon）及其系統的最新進展，NASA距離從佛羅里達州的太空海岸（Space Coast）將宇航員送上國際空間站的計劃又前進了一步。波音在年初公布了它的宇航服設計，並進行了重要的降落傘和質量測試。SpaceX同樣也發布了它的宇航服，並與NASA和美國空軍緊密合作，以對完成任務後的宇航員從水面返回這一流程進行完善。
* 內華達山脈公司（Sierra Nevada Corporation）成功完成了追夢者飛船（Dream Chaser）的無人駕駛測試，滿足了商用載人計劃中太空行動協議（space act agreement）的最後一項要求。這項測試同時還標誌著採用NASA下一代商用補給服務合同向空間站運輸貨物和科學研究的準備也已完成。
* 由宇航員及前教師Joe Acaba，Ricky Arnold和他們的隊員所主持的「空間站里的一年教育（A Year of Education on Station）」這一特別節目繼續藉助空間站來激勵著下一代。
* NASA的空間通訊和導航能力在空間網路跟蹤和數據中繼衛星-M（Tracking and Data Relay Satellite-M，TDRS-M）於8月升空後得到了升級，這是空間網路系統的第三部分也是最後一部分。空間網路系統能夠為地球與國際空間站、勃太空望遠鏡和其他任務之間提供幾乎不間斷的信息溝通。
* 空間站還為人類進行深空探索的技術發展提供了幫助：相變材料熱交換器（Phase Change Heat Exchanger）的在軌測試已順利完成，它將為獵戶座飛船及未來的深空飛船提供更好的溫度控制。
* 多用戶液滴燃燒裝置（Multi-user Droplet Combustion Apparatus，MDCA）可用於液滴燃燒實驗，用來在太空和地球上研究高效的燃料效率和引擎動力。NASA宇航員Shane Kimbrough在第50次遠征時組裝了這個設備以開展冷燃實驗。
Credits: NASA
航空學
2017年，NASA航空創新團隊在技術上取得了一些里程碑式的突破，其研究重點仍在於用各種型號的飛機安全地將更多的人及物資更有效地在不同機場之間轉移，以實現能耗更低，排放更少，更快、更安全的飛行。這些技術突破還將為X系列飛機返回NASA研發中心打下基礎。
* NASA開發的用於幫助交通管理人員和飛行員在出入口之間更有效完成飛行的系統投入驗證：第一個於年初在西雅圖附近開始外場驗證，第二個在9月向夏洛特道格拉斯國際機場（Charlotte Douglas International Airport）開始外場驗證。
* NASA在航空學上一個重要的目標是實現商用超音速旅行。6月，這類飛機的初步設計在俄亥俄州和弗吉尼亞州完成了風洞測試，8月在弗羅里達州進行的飛行測試收集了降低音爆所需的信息。
* 無人機和無人飛行系統的爆炸性需求推動了NASA牽頭協助政府和行業找到最安全最高效的辦法讓這些新型飛行器融入我們頭頂的空域。
* 2017年進展的項目還包括測試摺疊翼，降低著陸設備的噪音，提高空難生還率，改進光纖研究方法和採用新硬體更好地測試直升機。
* 2017年NASA在航空上還展示了它最重要的一項資源，人才。NASA不僅引入了新的大學領導力機制，資助了三個有可能實現技術轉化的研究團隊，還為研究人員取得的榮譽和成就喝彩。
*位於弗吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心（Langley Research Center）在航空學研究上貢獻卓著，它在2017年迎來了成立100周年紀念。
NASA計劃的低音爆飛行驗證機（Low Boom Flight Demonstration aircraft）初步設計在2017年通過評估。
地球
在2017年，NASA繼續利用太空的有利位置加深我們對於地球的理解，改善生活，保護未來。在2018年1月，我們將迎來以太空為基礎研究地球，同時也是美國探索太空的第60年，NASA會在10月1日慶祝它的60歲生日。
以下是NASA今年裡在地球科學研究上的一些成果：
* NASA的一項新研究從太空中帶來了證據，證明地球的熱帶區域是大氣中二氧化碳濃度創下至少2000年里年度最大增幅的罪魁禍首。研究數據來自2014年發射的NASA軌道碳觀測2號衛星（Orbiting Carbon Observatory-2）收集的全球數據。
* NASA致力於將從太空中獲得的地球科學數據用於面對自然災害時拯救生命財產。在2017年，這一項目在應對颶風，地震和野火中起到了作用。
* NASA利用國際空間站對地球所進行的科學研究更進了一步，2月發射了用於觀測閃電和保護性臭氧層的儀器，12月發射了追蹤太陽對氣候影響的儀器。
NASA和NOAA的索米國家極地軌道夥伴衛星（Suomi National Polar-orbiting Partnership satellite）在2017年9月11日東部時間3點21分（標準時7點21分）捕捉到了位於佛羅里達州中部的颶風厄瑪（Hurricane Irma）的夜間紅外圖像。
Credits: NOAA/NASA Goddard Rapid Response Team
技術
今年，NASA在空間技術上的投入得到了回報，包括技術物資數次送抵國際空間站，兩場獎勵豐厚的比賽順利結束以及有朝一日或將用於在太空中建造、修復大型建築的技術在地面進行了演示。
以下是NASA在今年在技術上的一些成果：
* 空間站X射線計時與導航技術（Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology，SEXTANT）將首次在太空中進行測試，利用脈衝星作為類似GPS的系統，幫助宇航飛船在太陽系中導航，讓深空探索在未來成為可能。空間站X射線計時與導航技術，包括中子星內部成分探測器（Neutron Star Interior Composition Explorer，NICER），目前在空間站外部運行。
* 11月12日，Orbital ATK的CRS-8天鵝號（Cygnus）國際空間站補給任務中有兩個小型航天器任務，它們將用於測試高速數據光傳輸與小型航天器的接近操作，以及驗證能增加微小衛星數據下行效率的反射陣天線。
* 從2005年的百年挑戰項目（Centennial Challenge）開始至今，NASA先後發布了18項挑戰，總獎金超過800萬美元，全美超過60支隊伍參與其中。
* 8月，一支來自田納西州查塔努加名為Foster + Partners的隊伍在3D列印太空居所挑戰第三關第二階段中順利完成，並獲得第一名，贏得總金額達25萬美元的獎金。
* 航天技術任務局（Space Technology Mission Directorate）的立方星挑戰（Cube Quest Challenge）獎勵了三支獲勝隊伍各2萬美元，並保證在探索任務1號中發射他們的立方星，這項任務也將是NASA的空間發射系統和獵戶座航天器的首次整體飛行。
* 百年挑戰項目中在線的挑戰包括：旨在推動組織工程領域進展的血管組織挑戰（VascularTissueChallenge）；旨在推動微小衛星技術發展的立方星挑戰；旨在推進在地球及地外創造居住解決方案所需的建造技術發展的3D列印太空居所挑戰。
* NASA和它的商業夥伴驗證通過空間機器人製造和裝配（In-space Robotic Manufacturing and Assembly，IRMA）計劃在太空中實現大型組件的製造、裝配和修復。
加州州立大學一號衛星（CSUNSat1），由加州州立大學北嶺分校（California State University, Northridge）與NASA的噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）共同設計，在2013年獲得小型衛星技術合作夥伴（Smallsat Technology Partnership）的贊助。2017年5月從國際空間站部署的雙單元立方星（2U CubeSat）成功驗證了JPL儲能系統的有效性，這一系統旨在幫助小型航天器在極度低溫的環境下進行深空探索。
Credits: California State University, Northridge
公眾參與
* 通過參加公共活動，今年有超過500萬民眾有機會與NASA的代表進行互動，這些活動包括西南偏南藝術節（South by Southwest），費城科學節（Philadelphia Science Festival），航天日活動（Space Day），Artscape藝術節（Artscape），美國實驗性飛機協會的駕機聚會（EAA AirVenture），阿爾伯克基氣球節（Albuquerque Balloon Festival），消費電子展（Consumer Electronics Show），第51屆超級碗（Super Bowl LI），灣區科學節（Bay Area Science Festival），OshKosh活動，精華藝術節（Essence），童子軍大會（Boy Scout Jamboree），無畏號海洋航空航天博物館（Intrepid）以及芝加哥空氣與水展（Chicago Air & Water Show）。
* 2017年，NASA在社交媒體上存在感持續增強，各個平台上所有賬號總計有1.3億粉絲，這是美國政府所有機構的Facebook，Instagram，Twitter，Snapchat和Google+里最多的。今年NASA還舉行了13次NASA社交活動，為超過650名通過社交媒體關注NASA的粉絲提供了獨特的親身體驗機會。
NASA的數字溝通團隊在2017年獲得了4項威比獎（Webby Awards）。這是NASA的社交媒體首度得到威比獎的認可，他們獲得了機構溝通類別的「人民之聲」獎。NASA的卡西尼項目網站梅開二度，再次獲頒威比「科學網頁」獎。NASA的官網NASA.gov則第9次獲得政府及公共創新類別的「人民之聲」獎。日全食為NASA.gov帶來了空前的流量，在8月21日創下2580萬次訪問的紀錄。全年網站訪問量與2016年相比增長了24%，日均超過41萬訪問量。
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