龐之浩

十年，在浩瀚宇宙的發(fā)展史上，可謂滄海一粟，短促到可以忽略不計(jì)。十年，在科技迅猛發(fā)展的時代中，卻足以完成革新甚至是技術(shù)革命。十年之前，也許你我都不敢想象楊利偉能夠遨游太空；不敢想象中國可以實(shí)現(xiàn)奔月的千年夢想。十年之后，世界航天又將會帶給我們怎樣的驚喜呢？我們不妨提前窺探一二。

火箭：能上能下

2012年12月17日，太空探索技術(shù)公司在得克薩斯州火箭研發(fā)基地對“蚱蜢”試驗(yàn)運(yùn)載火箭進(jìn)行了第3次測試。在飛行29秒，上升至40米高度后，“蚱蜢”采用閉環(huán)矢量推力和油門控制，并利用配有液壓阻尼器的四個著陸支架完成了盤旋和降落等動作?！敖德洹保繘]錯，火箭也能降落了。如果火箭能夠像航天飛機(jī)那樣實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，將大大降低使用成本，從而促進(jìn)航天科技更迅猛的發(fā)展。這也體現(xiàn)了未來運(yùn)載火箭的發(fā)展趨勢，即進(jìn)一步降低成本和污染，提高可靠性和運(yùn)載能力。

2013年，美國太空探索技術(shù)公司計(jì)劃在范登堡空軍基地試射近地軌道運(yùn)載能力達(dá)53噸的“重型獵鷹”火箭。大直徑、少級數(shù)和大運(yùn)載能力是除了上述可重復(fù)使用運(yùn)載外，火箭未來發(fā)展的另一條思路。美國、俄羅斯等國已把載人航天的目標(biāo)瞄準(zhǔn)了月球、小行星和火星。所以首先要研制出可發(fā)射深空載人飛船的重型運(yùn)載火箭。太空探索公司還擬研制近地軌道運(yùn)載能力達(dá)170噸的“超級載重火箭”。美國航空航天局正在研制的“航天發(fā)射系統(tǒng)”重型運(yùn)載火箭采用航天飛機(jī)的發(fā)動機(jī)，近地軌道運(yùn)載能力為70噸，改進(jìn)后將達(dá)到130噸。我國航天專家也擬定了近地軌道運(yùn)載能力130噸的重型運(yùn)載火箭方案。

衛(wèi)星：集體更新?lián)Q代

201X年，Ka頻段的寬帶多媒體通信衛(wèi)星將成為通訊衛(wèi)星領(lǐng)域的主力軍，以滿足這個越來越豐富多彩的世界對語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等多媒體數(shù)據(jù)的處理和傳送需求。與以往的通信衛(wèi)星僅提供低速及語音業(yè)務(wù)不同，新型通訊衛(wèi)星可為多媒體和高數(shù)據(jù)速率的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供一種無所不在的通信方式。同時，美國寬帶、窄帶和受保護(hù)三類軍用通信衛(wèi)星將完成更新?lián)Q代，通信能力將提高10倍以上。

2020年，美國將逐步啟用可同時預(yù)警來襲戰(zhàn)略導(dǎo)彈和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的新一代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星“天基紅外系統(tǒng)”取代“國防支援計(jì)劃”。美國和歐洲已開始陸續(xù)發(fā)射更加敏捷，能執(zhí)行快速反應(yīng)任務(wù)的第四代“陸地衛(wèi)星”和“斯波特”資源衛(wèi)星。為克服天氣條件對空間信息的影響，未來遙感衛(wèi)星將重點(diǎn)發(fā)展微波遙感。專業(yè)性更強(qiáng)、目標(biāo)更明確的小衛(wèi)星甚至微納衛(wèi)星將得以發(fā)展，這種研發(fā)周期相對較短、更加節(jié)省研發(fā)及發(fā)射經(jīng)費(fèi)，所謂“快、好、省”的空間系統(tǒng)特別受航天新興國家的歡迎。

2014年，美國將陸續(xù)發(fā)射定位精度更高、抗干擾能力更強(qiáng)的GPS-3衛(wèi)星。到2020年，美國、俄羅斯的導(dǎo)航衛(wèi)星將完成更新?lián)Q代，美國將部署完畢12顆最先進(jìn)的GPS-2F。俄羅斯也將部署完畢27顆第3代導(dǎo)航衛(wèi)星GLONASS-K，定位精度將達(dá)3米。中國和歐洲也將建成各具特色的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，與美俄形成“四足鼎立”的局面?！氨倍贰睂?dǎo)航衛(wèi)星采用3種運(yùn)行軌道，定位精度高可達(dá)米級，同時還兼具一定的通訊功能，可發(fā)送短信。日本、印度也將建造區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)必將在未來十年中更加多元化。

2018年，“韋伯”空間望遠(yuǎn)鏡將正式從偉大的“哈勃”手中接過探索宇宙的重任?！绊f伯”工作在拉格朗日L2點(diǎn)上，集中紅外譜段的觀測兼顧部分可見光譜段，以探索宇宙的起源和結(jié)構(gòu)、銀河系的形成等。與“哈勃”相比，“韋伯”體積更大、功能更強(qiáng)，但質(zhì)量更小。 “韋伯”主鏡直徑6.5米，約為“哈勃”主鏡的2倍，但質(zhì)量只有“哈勃”的一半。

載人航天：我有新玩法

2018年，美國航空航天局投資研制的“獵戶座”多用途乘員飛行器有望投入使用。同年，俄羅斯“新一代載人航天運(yùn)輸系統(tǒng)”也計(jì)劃執(zhí)行首次載人任務(wù)，它能運(yùn)載6人和500千克貨物到近地軌道，并易于改裝成登月型載人飛船。美俄的此類新型宇宙飛船可一船多用，兼具飛往空間站、月球、小行星和火星等多個不同類型目的地的功能。還有望實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用，同時大幅提升運(yùn)載能力，據(jù)悉每次可以運(yùn)送4～7人，將大大降低運(yùn)送成本。2020年，我國將在建成3個艙段組成的空間站，成為世界第3個獨(dú)立研制空間站的國家。

2014年，俄羅斯“進(jìn)步”系列貨運(yùn)飛船和“聯(lián)盟”系列載人飛船將正式使用第3代“航向”交會對接系統(tǒng)“航向”NA。該系統(tǒng)將目前正在使用的“航向”A系統(tǒng)5副天線合并為1副，同時以數(shù)字信號處理裝置代替模擬信號，提高安全性的同時降低了功率。其質(zhì)量是“航向”A的一半，能耗減少了2/3。飛船還將正式采用快速交會對接技術(shù)，將目前從飛船發(fā)射到交會對接所需的2天時間縮短為6小時。

201X年，載人航天將出現(xiàn)以商業(yè)模式運(yùn)作的近地軌道載人天地往返。美國太空探索技術(shù)公司的“龍”客貨兩用型飛船、軌道科學(xué)公司的“天鵝座”貨運(yùn)飛船、美國波音公司的乘員航天運(yùn)輸-100載人飛船、美國內(nèi)華達(dá)山脈公司的“追夢者”雙翼航天飛機(jī)等都將投入使用。

2020年，美國比格羅航天公司和俄羅斯軌道技術(shù)公司的太空旅館將投入使用。英國維珍銀河航天公司將推出亞軌道旅游業(yè)務(wù)，屆時太空游客乘“太空船”2號體驗(yàn)太空飛行只需要花20萬美元。

2018年，英國正在研制的“云霄塔”空天飛機(jī)將實(shí)現(xiàn)軌道試飛，2020年有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營。這種像普通客機(jī)水平起降的載人航天器是世界上首個采用混合動力發(fā)動機(jī)的天地運(yùn)輸器，它不僅能取代航天飛機(jī)，還有望將太空旅行提升到新高度。

空間探測：我將去更多的地方

未來十年，月球?qū)⒂瓉砀嗫纯?，除了遠(yuǎn)觀還要在月表仔仔細(xì)細(xì)地望聞問切一番。除月球外，“金木水火土”這航天五行在未來十年都有望被涉及。

2013年，美國將發(fā)射“月球大氣和塵埃環(huán)境探測者”，用于收集月表數(shù)據(jù)，及月表附近環(huán)境對塵埃的影響信息，了解未來月球探測活動可能對月球環(huán)境造成的影響，以及月球環(huán)境對未來前往探測的人員和探月計(jì)劃本身有何影響。同年，我國將發(fā)射全新的“嫦娥”3號月球探測器， 首次實(shí)現(xiàn)我國航天器在地外天體的軟著陸和巡視，并有望用機(jī)械臂抓取月壤在車內(nèi)進(jìn)行分析?！版隙稹?號取樣返回探測器計(jì)劃在2018年發(fā)射。2015年，日本的“月亮女神”2號著陸器以及歐洲的月球著陸器將在2015年和2018年相繼發(fā)射。俄羅斯、日本等已提出要在2020年左右建立自動化月球基地，勘探、開發(fā)和利用月球資源，并用作天文觀測。

2013年，美國將陸續(xù)發(fā)射“火星大氣與揮發(fā)物演化任務(wù)”、“洞悉”等類似“好奇號”的火星車等，還擬在2022年發(fā)射火星取樣返回探測器。歐洲與俄羅斯合作在2018年發(fā)射“火星生命探索者”火星車，日本也計(jì)劃在2018年發(fā)射“火星探索著陸器與軌道器”。

2019年，歐洲和日本聯(lián)合研制的“貝皮·科倫布”水星探測器將進(jìn)入水星軌道，研究水星表面特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和磁場狀態(tài)等。2016年，美國計(jì)劃發(fā)射“土星海探測器”。2020年9月美國和歐洲將發(fā)射聯(lián)合研制的“土衛(wèi)6土星系統(tǒng)任務(wù)”探測器。2022年，歐洲還將發(fā)射“木星冰月探測器”。美國將在2021年發(fā)射造價約20億美元的“木衛(wèi)二快帆”探測器，探測木衛(wèi)二是否有生命跡象，該任務(wù)也將為未來的登陸任務(wù)提供重要的早期勘察結(jié)果。一些航天大國正在制定新的金星探測計(jì)劃，包括設(shè)計(jì)金星探測飛機(jī)、金星漫游車、金星探測氣球等。

2015年7月，人類第一個冥王星探測器“新地平線”在飛行9年后將圍繞冥王星和冥衛(wèi)1展開為期5個月的探測。2014年11月，歐洲“羅塞塔”將進(jìn)入楚留莫夫·格拉西門克彗星軌道。2014年發(fā)射的日本“隼鳥”2將于2020年攜帶1999 JU3小行星表面物質(zhì)返回地球。2016年發(fā)射的美國“奧西里斯”風(fēng)化層探測者探測器將于2023年攜帶至少60克1999 RQ36小行星表面物質(zhì)返回地球。2017年1月發(fā)射的美國“埃莫”小行星探測器將于2021年11月達(dá)到2001 SN263小行星。

實(shí)習(xí)編輯：武瑾媛