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告别2018,2019迎来太空探索新期待!

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 Jane Cai • 2019-01-11 08:14:06 来源:前瞻网 E1686G0
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刚刚过去的2018年,太空计划似乎经常处于低迷期。我们经历了美国航空航天局(NASA)韦伯空太空望远镜(Webb Space Telescope)的发射推迟、新的商业宇航员出租计划的推迟以及人类太空飞行计划的重新洗牌。有时感觉这些计划只是出现在幻灯片上的空谈。

现在,世界的发射台和地面指挥中心正翘首期盼振奋的到来

正好在时代广场的“跨年球”落下33分钟后,我们看到一些振奋的曙光。这就是NASA的“新地平线”号探测器(New Horizons)将飞越一颗遥远的岩石“Ultima Thule”(官方名字为2014 MU69)。如果不算冥王星,那么“Ultima Thule”则是宇宙飞船在柯伊伯带(Kuiper Belt)见到的第一个天体。直到上午10点,也就是美国东部1月1日左右我们收到了此次飞越的相关消息,这些信息需要6个小时才能从40亿英里以外的太空传到地球。

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过去几个月内,在“新地平线”号接近“Ultima Thule”(中心的黄点)的过程中,周边数百张照片被拍下,以便寻找可能对高速行驶的探测器造成危害的灰尘和岩石。没有任何令人担忧的事情发生,这意味着“新地平线”号可以在其原计划路线(内环)上飞过。

“新地平线”号首席研究员艾伦·斯特恩(Alan Stern)将柯伊伯带称为太阳系的“第三区”,在几个世纪以来为人所知的四大岩质行星和四大类木行星之外。该区域大部分冰冷残骸都是约45亿年前行星形成时留下的。由于之前从未如此近距离观测过这些小型原始物体,科学家对迄今为止编目的超过2000个外海王星天体(Trans-Neptunian)知之甚少,对它们的位置、光谱颜色和大致尺寸一无所知。

“Ultima Thule”(大致意思是“未开发的领域”,根据牛津英语字典发音为Thew-lee)发现于2014年。科学家对此天体的大部分认知要归功于哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)。“Ultima Thule”的颜色像盆栽土一样深,颜色偏红,宽约23英里,大小与冥王星的一个小卫星尼克斯(Nix)相同。它呈细长状而非圆形。如果经证明它是花生形的,就像两块岩石连在一起一样,那任何人都不会感到惊讶。

并非每一次NASA的科学任务都是为了纯粹的探索,但这一次是。

1月2号NASA收到了“新地平线”号传来的期盼已久的“Ultima Thule”的照片。斯特恩称这次的探索取得了前所未有的成功。

到月球去!

阿波罗登月计划五十年后,月球再次成为热门目的地。唯一不同的是,这次是机器登陆器,而不是宇航员登陆。美国可能不会独自探索,甚至可能不是第一个。

1月3日,中国的嫦娥四号在月球背面首次软着陆。由于潮汐锁定,我们无法从地球上看到月球背面,直到1959年前苏联发射“月神3号”,我们才得以一瞥月球背面。

着陆器及小型探测器几乎是2013年12月在月球正面的着陆区降落的嫦娥三号航天器的复制版,除了这次补充了一个无线电中继卫星鹊桥,鹊桥运行在一个以地月系统的L2拉格朗日点为中心的宽轨道上,在此处它可以使月球背面的着陆器和地球站不断通信。月球任务规划人员,特别是那些想要在月球上进行扩展行动的人,一直以来都希望有一个这样的中继卫星。现在中国有了。

预期的着陆点位于南极-艾托肯盆地(South Pole-Aitken Basin)的冯·卡门(Von Kármán)撞击坑,它是月球上最大最古老的撞击坑。由于是在没有地面指导的情况下降落在岩石表面,嫦娥四号将使用自动避险装置来寻找安全无砾石的降落点,这一技术在嫦娥三号上以得到证明,但是NASA尚未用过此技术。

除了摄像机、光谱仪和雷达与嫦娥三号的相同外,着陆器装备了一种称为低频光谱仪的新仪器。天文学家长期以来一直梦想在月球背面能有一个宁静射电的天文台,从而免于地球干扰传播的影响。嫦娥四号首次与在荷兰生产的中国仪器一起运行L2中继卫星,用于调查低频射电以及实现其他科学目标。这个装置很简单,但是在月球的天文用途中具有里程碑意义。

早春时分,印度有时希望成为第四个(继苏联,美国和中国之后)实现探测器在月球着陆的国家。“月船2号”(Chandrayaan-2)原定于1月30或 31日发射,但可能会推迟。10年前,印度将“月船1号”(Chandrayaan-1)探测器送入月球轨道,随后在2014年发射了火星探测器。

“月船2号”将是印度太空计划的重大成就。人造卫星绘测了月球表面上方60英里的地图之后,3200磅重的着陆器维克拉姆(为纪念印度空间研究组织的创始人维克拉姆·萨拉巴伊(Vikram Sarabhai))将前往月球表面,并携带一个小型(60磅)探测器,该探测器是模仿1997年NASA的火星探测器制成的。维克拉姆着陆器也将在离开地球大约两个月后进行自主着陆。

探测器在月球南极附近的着陆点周围漫游时将使用一对微型黑白导航相机来避开像岩石和陨石坑这样的障碍。着陆器和探测器只能使用两周,也就是说在月球上只能经历一个太阴日。挺过寒冷的太阴日将是一项更艰巨的挑战。

目前的计划要求“月船2号”要在2019年进行第二次登月,但可能不会这么顺利。即使“谷歌月球X大奖”大赛(Google Lunar X-Prize,GLXP)今年在没有获胜者的情况下结束,仍有一些竞争团队在紧锣密鼓地进行着任务。如果2月13日太空探索技术公司(SpaceX)发射火箭确定的话,第一个由私人资助的登月计划将由以色列SpaceIL团队完成。他们在2011年刚参加比赛时并没有成功的希望。有了亿万富翁莫里斯·卡恩(Morris Kahn)、米瑞安博士(Dr. Miriam)和谢尔登·阿德尔森(Sheldon Adelson)的大笔捐赠,以及以色列航天局(Israel space agency)和以色列航空航天工业(IAI)的技术和金钱支持,SpaceIL希望能创造出一种以色列的“阿波罗效应”,以促进本国的科技教育的发展。

跟随猎鹰号火箭发射之后,SpaceIL将通过一系列操作将航天器环绕地球的轨道升至最高,直到到达月球。像“月船2号”一样,着陆器从发射到着陆需要两个多月的时间。因此,要在四月中下旬在宁静海(the Sea of Serenity)北部边缘找着陆点着陆。

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以色列的SpaceIL着陆器将在宁静海的北部边缘降落。(SpaceIL)

创世纪着陆器(Beresheet,希伯来语中为“Genesis”)高5英尺,直径6.5英尺,与最近NASA发射降落在火星上的“洞察”号火星探测器(Insight spacecraft)大小相同。它的目标很务实:安全着陆,拍些照片和视频,留下一个含有圣经和以色列国旗的时间囊。

NASA将利用其太空跟踪网(Deep Space Network)为其提供跟踪支持,以换取着陆器上的仪器收集到的月球磁场数据。

美国航天局饶有兴趣地关注着这一切。NASA新局长吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)很想开启NASA自己的月球登陆计划,该计划将搭乘商业宇航员出租车,其中包括其他参加过“谷歌月球X大奖”大赛的人建造的。NASA目前商业月球有效载荷运输服务(Commercial Lunar Payload Delivery Service)方面的大部分工作都是关于奠定合同基础。但是,我们将从2019年开始看到更多切实的进展,并在2020年之前实现一系列的商业性质的登陆。

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