太空精釀
在過去的20多年內(nèi),國際空間站一直是人類唯一的空間站,也是國際載人航天長期在軌駐留的唯一平臺。但2021年4月29日,中國空間站“天和”核心艙成功發(fā)射升空,意味著中國正式開啟空間站建設(shè)。
我國計劃通過11次發(fā)射任務(wù),將3個主要艙段、4艘載人飛船和4艘貨運飛船送入太空并建立“天宮”空間站,預(yù)計將在2022年建成。這意味著人類載人航天將實現(xiàn)兩大空間站同時在軌運行的局面,預(yù)計二者都將工作到2030年后。
與此同時,國際載人航天事業(yè)也將迎來一系列成果:中美俄陸續(xù)推出新一代載人飛船和火箭;阿爾忒彌斯月球計劃中的“月球門戶”空間站將開始建設(shè);商業(yè)航天空間站進入實質(zhì)發(fā)展階段,各太空旅游計劃蓬勃發(fā)展……這些都意味著從2022年起,人類各種載人航天紀錄都將被逐漸刷新,甚至將迎來爆炸性發(fā)展的年代。
2021年12月25日,由20個國家持續(xù)25年投入、數(shù)萬名科學家傾力合作造就的史上最貴航天器詹姆斯·韋伯太空望遠鏡成功發(fā)射,它的總預(yù)算已經(jīng)超過100億美元。它的各項頂級科技將聚焦于搜尋宇宙大爆炸后產(chǎn)生的首批紅外線,為我們揭示130多億年前的宇宙秘密,找尋世界的根源。
韋伯雖然昂貴,但貴有貴的道理:韋伯的鏡片面積(25.4平方米)遠超它的前輩哈勃太空望遠鏡(4.5平方米),以至于它必須先將18面鏡子折疊,進入太空后再展開。同時,它還攜帶了5層厚度不足頭發(fā)絲的巨大隔熱板(太陽傘)隔絕熱量,躲在距離地球150萬千米外的日-地拉格朗日L2點,這一系列操作必須一次成功,因為它無法回到地球維修。
經(jīng)過十余天的旅途,韋伯最重要的太陽傘和18面鏡片已順利打開。在經(jīng)過入軌機動和在軌調(diào)試后,它將在約6個月后,發(fā)布首批成像圖片。毫無疑問,它是人類最強大的一雙“深空之眼”。韋伯的旅途非常順利,不僅節(jié)省了大量推進劑,甚至有潛力工作20年左右,可以預(yù)見,它將極大地推動人類對宇宙的認知。
從1969年的阿波羅11號任務(wù)實現(xiàn)人類首次登月,到50年后的現(xiàn)在,人類航天科技獲得了飛躍式發(fā)展。目前,幾個主要的航天大國計劃于未來十年重返月球,實現(xiàn)載人登月。其中,阿爾忒彌斯計劃和中俄聯(lián)合建設(shè)國際月球科研站將是兩大重要力量。
此外,各國也紛紛立項重型登月火箭、新一代載人飛船和登月著陸器等航天項目,人力、資金和技術(shù)資源快速匯集。值得關(guān)注的是,作為暫時處于領(lǐng)先地位的太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)和獵戶座飛船組合,將會在2022年迎來首秀,實現(xiàn)一次環(huán)繞月球的“一箭多星”無人探月首飛測試任務(wù)。
這個超級組合在過去十多年內(nèi)已經(jīng)花掉了400億美元的巨額資金,它們的首秀必將成為人類重返月球之旅的重要節(jié)點,同時也為各大航天力量吹響沖刺月球的號角。
SpaceX(太空探索科技公司)以火箭發(fā)動機和各類火箭回收技術(shù)而知名,而它醞釀的最重大項目則是星艦和超級獵鷹火箭組合,目標是實現(xiàn)全箭可回收、百人次載人航天、深空探測、行星著陸和返回等高難度技術(shù)。在過去的三年內(nèi),SpaceX一直在用完全顛覆傳統(tǒng)航天發(fā)展思路的“測試直到爆炸”技術(shù)開發(fā)手段。通過連續(xù)炸掉十余個原型樣機,實現(xiàn)了星艦技術(shù)的快速迭代發(fā)展。
2021年,首個星艦與超級獵鷹火箭組合體實現(xiàn)了組裝測試,但由于技術(shù)細節(jié)和監(jiān)管機構(gòu)環(huán)評推遲等因素影響,未能順利發(fā)射,預(yù)計將在2022年3月首飛測試。若測試順利,星艦將攜帶顧客環(huán)繞月球旅行。
從賬面數(shù)據(jù)看,星艦?zāi)軌虼钶d上百名乘客,推進和運輸能力甚至超過目前世界各國研發(fā)的新一代登月火箭。它還擁有月球(已獲美國國家航空航天局合同)和火星(未來規(guī)劃)著陸探測能力,前景無限。
如果星艦?zāi)軐崿F(xiàn)預(yù)計中的低成本和超多載客能力,人類距離低成本商業(yè)航天時代真的很近了。
恐龍滅絕隕石說和通古斯大爆炸隕石說,讓人類對地外天體的“來訪”始終保持著擔憂。這并非杞人憂天,一顆在太空中看似“小不點”的千米級小行星如果撞擊地球,足以導致地球氣候節(jié)奏徹底崩潰,毀掉大批物種,直接威脅人類未來。如果遭受更大的小行星撞擊,后果將不堪設(shè)想。
因此,防范對地球有潛在威脅的危險天體,毫無疑問是人類航天必須面對的課題。2021年11月24日,人類首個小行星撞擊改道實驗器“DART”成功出發(fā),它將撞擊一個雙小行星系統(tǒng)迪迪莫斯(Didymos)中的小個子迪莫夫斯(Dimorphos),隨后評估撞擊對小行星軌道的影響。E5085AEB-3F26-496B-A606-66DA58201A74