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人类太空探索的2018: 108次航天发射创新高,足迹从月球到太阳

2019-01-11 07:00:00  21世纪经济报道 白杨

对整个人类的太空探索进程而言,2018年注定将留下浓墨重彩的一笔。

据统计,2018年全球共进行了108次航天发射,这创下了近年来的新高。其中,中国发射次数达37次,首次超越美国成为世界第一。而美国进行了31次发射、俄罗斯进行了16次,欧空局进行了11次,印度和日本分别进行了7次和6次。

通过这上百次的航天发射,人类不断深入太空,足迹遍布月球、火星、水星甚至太阳。

一位航天专家向21世纪经济报道记者表示,单从航天角度,2018年是令人振奋的一年,这一年,人类成功实现了很多“第一次”,这些经验将成为接下来太空探索工作的宝贵财富。

好事不断

2018年2月7日,SpaceX成功发射了重型猎鹰火箭(Falcon Heavy),这是截至目前,世界上运载能力最强的火箭。Falcon Heavy 火箭高达229.6 英尺(70米),宽达39.9英尺(12.2m),重量为1420.8吨,拥有27个引擎,有效载荷可达63.8吨;

2018年5月21日,“鹊桥号”中继星搭载着中国长征四号丙运载火箭成功发射升空。作为中国嫦娥4号探月任务的一部分,鹊桥号将成为世界第一颗连通地月的中继卫星、第一颗地球轨道外专用中继通信卫星,以及第一颗在地月拉格朗日L2点上采用Halo轨道的卫星。

2018年8月12日,美国宇航局的“帕克太阳探测器”(Parker Solar Probe)成功发射升空,开启了它的太阳之旅。按照计划,“帕克”在为期7年的任务中,将绕着太阳飞行24圈,并成为第一个进入太阳日冕层的探测器、人类创造的最快移动物体以及史上最耐高温的探测器等。

2018年10月20日,由欧洲空间局和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合实施的水星探测计划“贝皮科伦布”(BepiColombo)探测器成功发射升空。它将收集水星的结构、密度和磁场环境等数据,从而探究水星的起源与演变。

2018年11月27日,美国宇航局5月份发射的火星探测器“洞察”号在飞行了近7个月后在火星成功着陆。洞察号将通过“倾听”火星地震和测量它的热量输出来研究火星的内部结构,实现对火星45亿年来的第一次“体检”。

2018年12月8日,嫦娥四号月球探测器在西昌卫星发射中心成功发射,它将实现人类首次软着陆于月球背面并开展巡视探测的目标。2019年1月3日,嫦娥四号探测器已经成功在月球背面着陆。

除此之外,在2018年,科学家们还首次在火星上发现了直径约20公里的液态水湖;SpaceX提出的太空旅行计划也迎来了首位乘客,日本的企业家前泽友作(Yusaku Maezawa)或将成为世界首位乘坐BFR(Big Falcon Rocket)运载火箭绕月飞行的私人乘客;而1977年8月发射的“旅行者2号”探测器,历经41年的飞行后,已飞离太阳风层,成为第二个进入星际空间的探测器。

技术革新与跨国合作

2006年诺贝尔物理学奖获得者、伯克利加州大学物理学教授George Smoot此前接受记者采访时表示,人类在太空探索上存在很多挑战,比如引力带来的阻力、太空垃圾、缺少太空定位系统、进入太空的手段单一等。而人类对于上述问题的解决能力有多少,也决定了在探空探索中能走多远。

实际上,很多航天项目能否顺利实施,要取决于一些关键技术的研究进展。之所以2018年人类能够在航天领域取得诸多突破性的进展,也都得益于新技术的推动。

比如“帕克号”的太阳探测之旅,首先要克服的就是耐热问题。为此,科学家们为“帕克”研制了一个直径2.4米、12厘米厚、重73千克的碳复合材料防热罩(TPS),它由两块碳纤维合成板夹着11.5厘米厚的轻型碳泡沫芯组成,可承受1650摄氏度高温,它将帮助“帕克”阻挡掉绝大部分热量。

除此之外,在隔热罩外,“帕克”带有多个手机一半大小的特殊传感器,它们将用于测量太阳风的离子和电子流动情况,并以此来调整“帕克”的姿势。不要小看这些传感器,它们由钼合金制成,熔点高达2000多度。“帕克”通过它们便可以在前端实时收集数据,若其中任何一个传感器检测到太阳光,都会向“帕克”的计算中枢报警进行校正。

不过,上海交通大学航空航天学院常务副主任吴树范此前表示,深空探测的挑战会随着空间技术的发展而永远存在。“空间科学的发展牵引出空间技术的挑战,而空间技术的发展又将推动空间科学的进步,这是二者的辩证关系。”

2018年,我们也看到越来越多的国家间的交流合作。毕竟在太空探索这件事上,人类是一个共同体。

比如美国宇航局的洞察号火星探测器,其携带的最先进的“内部结构地震实验仪器”(SEIS)和“热流和物理性质探测仪”(HP3),便分别由法国和德国提供。

而中国发射的“鹊桥号”携带了由荷兰研制的低频射电探测仪(NCLE),嫦娥4号更是承担了多个国际合作项目,其携带的中性粒子辐射剂量探测仪、中性原子探测仪、低频射电探测仪,分别是与德国、瑞典、荷兰合作研制。

此外,“贝皮科伦布”(BepiColombo)探测器则直接是由欧洲空间局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)合作完成。而这也是欧空局第一次、人类第三次向水星发射探测器。

商业航天崭露头角

2018年,商业航天公司越来越多的出现在公众视野,他们也出色地完成了多项航天任务。

尤其是马斯克创办的SpaceX,它已经开发出可部分重复使用的猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭。而2018年2月份成功发射的重型猎鹰运载火箭,其超强的运载力和较低的发射成本,让商业航天公司大放异彩。

2018年12月,太空旅游公司维珍银河(Virgin Galactic)成功进行了“太空船二号”的飞行测试,这一次,太空船飞到了82.7公里的高度,已经达到了美国承认的太空高度。

而国内,据统计,目前已有超过60家民营企业涉足商业航天领域。其中商业航天公司天仪研究院继2018年10月份成功发射四颗卫星后,12月份又成功发射多颗微小卫星。

而另外一家中国航天公司,蓝箭航天于2018年10月27日下午在酒泉发射了中国首枚民营运载火箭“朱雀一号”,发射过程中,一二级火箭、二三级火箭都正常分离,但因三级火箭飞行姿态出现异常,导致卫星最后未能入轨。

虽然此次发射以失败告终,但“朱雀一号” 是中国航天史上第一次真正意义上的民营运载火箭发射,开创了中国民营火箭的先河。

已经到来的2019年,航天探索将更加热闹。

开年第一天,NASA 便宣布,宇宙探测器“新视野号”已经从太阳系的“天涯海角”(Ultima Thule)掠过,并拍下了珍贵的照片。据悉,“天涯海角”是太阳系内最遥远的天体,也是太阳系内最古老的天体。而这,无疑给2019年的航天探索开了一个好头。

此外,2019年即将到来的航天领域里程碑事件,还包括美国SpaceX公司“龙”飞船载人舱首次飞行试验、美国波音公司Starliner载人飞船轨道飞行试验、美国蓝色起源公司首次载人航天飞行任务、美国维珍银河公司首次亚轨道商业旅游任务、美国波音公司Starliner载人飞船首次载人飞行试验、中国新一代载人飞船首次飞行试验以及中国“嫦娥-5”号月球探测器发射任务等等,人类的太空探索依然值得期待。(编辑:张伟贤)

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