2021年,世界各国将有哪些重要空间科学任务发射?| 袁岚峰
导读
中国科技要引领世界,就需要这样一步一步的能力建设。
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本视频发布于2021年1月27日,播放量已超四百万
2021年,世界各国将有哪些重要的空间科学任务发射?我在《科技导报》上看到一篇文章(《2021年世界空间科学任务发射展望:以重大科学目标为牵引 | 不以大小论英雄》),对此给出了介绍。
据不完全统计,2021年全球重要的空间科学任务发射近10次,包括1个空间天文望远镜、4个月球探测任务、2个小行星探测任务、2个空间地球科学卫星,以及多个载人航天任务等。
其中既有规模和投资巨大的旗舰型科学卫星和空间站,也有遂行深空探测和科学研究的立方星。反映了空间科学的新发展理念:以重大科学目标为牵引,不以大小论英雄。这跟当年美苏争霸的时期是不同的。
下面,我来介绍一些最值得期待的任务。
一、詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)终于要发射了。它是NASA、欧空局(ESA)和加拿大航天局(CSA)联合研发的旗舰型空间天文望远镜。
韦伯望远镜最初预计2007年发射,然后就是推迟到2014年,又推迟到2017年……之后几乎每年都能听到它要发射的消息,然后又推迟。
以至于韦伯望远镜发射推迟不算新闻,真要发射了才是新闻。最新的消息是,又从2021年3月推迟到10月31日,将从法属圭亚那发射。
在立项之初,NASA给出的预算报价是5亿美元。现在的估计是,总花费已近100亿美元。
韦伯望远镜将到达日地拉格朗日点L2,即日地连线在地球外侧约150万公里的地方。在这个位置,可以使它相对于地球和太阳保持静止。
韦伯望远镜旨在观测宇宙最早的恒星和星系的第一束光,在红外波段揭示深远古老暗冷宇宙的奥秘,并搜寻宜居系外行星、表征系外行星的大气层、寻找生命迹象。
二、美国商业航天公司Astrobotic将搭载联合发射联盟(ULA)的火神半人马座火箭(Vulcan Centaur),执行NASA的商业月球有效载荷服务(CLPS)任务。
Astrobotic研制的“游隼号”月球着陆器(Peregrine Lunar Lander),将携带10多个来自NASA以及其它国家和组织的有效载荷到达月球表面。
这将是游隼号月球着陆器与火神半人马座火箭的首飞,也是私人公司的航天器首次登月。
这其中最特别的载荷之一,是伟大的英国科幻作家阿瑟·克拉克(Arthur C Clarke,1917-2008)的骨灰,它将被存放到月球上。
克拉克的作品多以科学为依据,许多预测都已成现实。其中对卫星通信的预测与现实发展惊人一致,因此地球同步卫星轨道被命名为“克拉克轨道”。
另一个特别的载荷,是英国伦敦太空点(Spacebit)公司研制的月球车“晨蜘蛛”(Asagumo)。如果成功,英国将继美俄中之后,成为第四个月球车探月的国家。听到英国以继中国之后实现某某成就为自豪,你是不是感到别样的自豪?
三、俄罗斯的“月球-25”号、又名“月球-水珠”(Lunar-Glob)着陆器,将在月球南极附近的博古斯劳斯基(Boguslawsky,以德国天文学家命名)陨石坑着陆,以寻找水的痕迹。
“月球-25”号这个名字令人唏嘘,因为这个系列的上一个任务“月球-24”号是在1976年发射的,是在45年前。那还是苏联的鼎盛时期,从月球取回了170克样品。然后人类就有长达44年没有获得月球样品,直到2020年中国的嫦娥五号。
四、印度的“月船3号”(Chandrayaan-3)将在2021年底或2022年初发射。它希望实现月球软着陆,包括着陆器、月球车和推进模块。
实际上,这是印度第二次月球软着陆的尝试。第一次是2019年9月7日,“月船2号”的软着陆变成了硬着陆。着陆器“维克拉姆”(Vikram)号在距离月面2.1公里时与地面失去联络,一头撞了上去(《怎么快速赶上中国的探月进度?印度自有妙计…… | 科技袁人Lite第86期》)。
所以印度空间研究组织(Indian Space Research Organisation,简称ISRO)发了个海报,说“ISRO will be back with CHANDRAYAAN 3”。真是太有《终结者》的范儿了,I will be back!
最后,中国的空间站核心舱“天和”将要发射。
空间站配置了超冷原子、高精度时频、高微重力等13个科学实验柜,可开展空间生命、流体燃烧、材料、基础物理等研究和实验。舱外设置的空间环境监测载荷,可为空间站提供太阳活动和大气密度等空间环境监测及预报支持。
我来为大家解释一下。超冷原子是利用原子的量子效应,实现常规方法无法达到的精密操控。例如超高精度的原子钟,在宇宙诞生至今的138亿年内误差不超过1秒。
空间站是宝贵的实验平台。例如在2016年发射的天宫二号上,就进行了与地面站之间的量子保密通信。这是跟世界第一颗量子科学实验卫星“墨子号”相同的任务,在这方面中国领跑世界。
不久前,中国科学技术大学宣布建成了跨度4600公里的天地一体量子通信网络,为量子通信的大规模应用奠定了基础(《跨越4600公里,中国量子通信全球领先,欧美多久才能追上?| 袁岚峰》)。将来,空间站会成为这个网络中的重要一环。
中国科技要引领世界,就需要这样一步一步的能力建设。什么时候说起一个最先进的科技来自中国,大多数人的反应是理所当然,而不是像现在这样一大堆人觉得“不可能吧”、“美国都没搞,中国凭什么搞,肯定是假的”,中国科技就真正领先了。