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2021年最值得關注的人類太空探索任務

在神奇的2021年,去太空冒險吧!毫無疑問,我們期待著在新的一年裡發生大量酷炫而激動人心的太空事件,以下這些太空探索將是最令人期待的。

三次火星任務

由於三個不同任務的到來,人類研究火星的能力在2021年將有一個巨大的飛躍。

美國宇航局的火星漫遊者「毅力」號於2020年7月30日發射升空,將於2021年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者,其他的分別是「旅居者」、「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,而不是漫遊者)。這個六輪、2260磅(約1026公斤)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(設備)。

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里,這些小罐子將在隨後的任務中回收並帶回地球。

探測器將在火星的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「獨創(Ingenuity)」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,這很是讓人興奮不已。

2021年4月23日,我國的「天問一號」將抵達火星。這一雄心勃勃的任務將部署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。這個重529磅(約240公斤)的火星探測車將攜帶相機、探地雷達、磁場探測器、地表複合探測器和其他儀器,研究火星表面的烏托邦平原地區。「天問一號」是中國首次在這顆紅色星球執行的任務。

同時,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(約1362公斤)的衛星將於2021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火星赤道軌道,在那裡它將以與行星自轉相同的方向移動。這將使「希望(Hope)」的工具能夠長時間專註於單一目標。

我們的月球仍將是我們要去的地方

月球再次成為一個非常涼爽的地方,特別是考慮到今年的大新聞: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的這顆大型天然衛星的了解。

今年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「游隼一號」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。「游隼」將為NASA提供用於測試導航和著陸技術的儀器。著陸器還將存放傳奇科幻作家阿瑟·C·克拉克的DNA,以及其他人的DNA和火化遺骸。

私人公司Intuitive Machines也將在2021年夏天向月球發射一個名為Nova-C的商用著陸器。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米的範圍內著陸。」

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台科學儀器,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」。

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。

現在就讓火箭起飛

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。

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年將宇航員送上月球,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,到比月球更遠的軌道,速度接近39400公里每小時。首次發射計劃定於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。

隨著喬·拜登將於2021年1月宣誓就任美國總統,我們應該更多地了解他的政府的NASA政策,以及航天局是否仍將在2024年向月球表面派遣宇航員。

對於SpaceX公司來說,2021年應該是激動人心的一年,這家埃隆·馬斯克(Elon musk)領導的公司打算將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建設寬頻互聯網星座,該公司還將繼續交付大量的Starlink衛星。

其他值得注意的發射包括,藍色起源(Blue Origin)的可重複使用一級的新格倫(Glenn)火箭、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。

我們還預計波音公司的CST-100星際客機飛船將在1月份進行無人發射,可能會在夏季進行載人發射。在一次拙劣的試運行和美國國家航空航天局(NASA)隨後發布的一份報告中,概述了這家私營航空合作夥伴需要實施的不少於80項建議後,這個陷入困境的項目落後於計劃。也就是說,SpaceX的CrewDragon航天器在2020年的成功,意味著NASA已經有了一個可行的選擇來將宇航員送上太空。

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100萬英里。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。

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航天器將訪問雙小行星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。

正在進行的深空探險

還記得美國國家航空航天局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?

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污染)。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。

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NASA目前在本努的OSIRIS-Rex航天器可能有一個儲藏室,裡面裝滿了從小行星表面收集的碎片。OSIRIS-Rex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3786公里的地方。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,Bepi Colombo將到達距金星552公里的範圍內。

離家更近的太空探險

國際空間站上的活動將照常進行,探險隊64名宇航員預計將完成大部分工作,充分利用他們嶄新的新納米岩石畢曉普氣閘,並進行一系列很酷的科學實驗。

說到空間站,中國希望通過自己的空間站實現巨大的飛躍。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。

智利的維拉·C·魯賓天文台要到2022年10月才能實現滿功率,但它的廣域反射望遠鏡將在2021年看到第一束光。除非埃隆·馬斯克的星鏈系統擋路,否則天文學家們每晚將使用該設備捕捉1000張圖像,對近處的恆星和遙遠的星系進行觀測。

天體物質

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。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。

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1690萬公里以內。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31000公里以內,這是地球到月球距離的十分之一。「阿波菲斯」在2068年撞擊地球的幾率極低,但不為零。

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