“玉兔”见“玉兔”
| 月球探测方兴未艾，新入场者甚众
近日，中国航天局副局长吴艳华表示，中国探月工程四期任务已获批复；嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号任务将在未来十年内陆续实施，先后开展月球南极采样返回、建立月球科研站基本型等任务。
围绕重返月球、通往火星的阿耳特弥斯计划，NASA打算在今年第一季度——具体时间取决于大火箭SLS状态——向月球发射一艘无人的猎户座飞船，开展轨道验证工作。作为欧洲航天中坚力量的泰阿公司（Thales Alenia Space）,要在10月份将月球空间站Gateway中被称为“居住与后勤前哨站”模块（HALO）的壳体交付至美国。同时，既然美国这一轮登月活动设计为航天员乘坐位于SLS火箭顶部的猎户座飞船到达月球轨道，与SpaceX的星舰运载器会合并转移至后者，然后继续完成从月球轨道到登陆月面的路程，SpaceX星舰能否在今年完成入轨试飞就至关重要了。
如果按计划实施，还有三枚美国的小型探测器会在2022年登陆月球，对月面4G通信等技术进行验证。它们来自三家商业公司：直觉机器（Intuitive Machines）、太空机器人（Astrobotic）和月球前哨公司（LunarOutpost）。在整个阿耳特弥斯计划中，这些小型而前沿的技术验证是NASA“商业月球有效载荷服务计划”的一部分，是NASA动员商业力量向月球运送货物与科学仪器的项目落地，属于“兵马未动、粮草先行”。此外，同样是为重返月球探路，NASA还将在今年3月发射轨道验证立方星CAPSTONE。
俄罗斯也要重返月球。2022年年中至10月发射的“月球-25”（Luna-25），将成为俄罗斯/苏联自1976年以来首个着陆月球的探测器。1970年到1976年间的三次采样返回任务中，苏联共带回301克月球样品。但这一次，新的月球探测器不会返回地球，而是携带30千克的科学仪器着陆月球南极附近的博古斯拉夫斯基（Boguslavsky）陨石坑，通过挖掘、采样的方式对月面永久冰冻层里的水进行研究。“月球是我们未来十年计划的中心。”俄罗斯空间研究所在2021年3月宣布。作为十年的开篇之作，“月球-25”或携一系列后续任务归来，重现苏联登月时代的辉煌。
俄罗斯预计于2022年发射的“月球-25”（Luna-25）探测器（想象图）。版权／RSA
2022年第三季度，印度将发射其第三个月球探测器“月船三号”（Chandrayaan-3），携5种科学仪器着陆月球南极。2008年升空的“月船一号”轨道器环月飞行一年之后由于故障提前结束工作，另一部分则以可控方式完成月面撞击。2019年发射的“月船二号”原计划软着陆，着陆器最终坠毁，但印度空间研究组织（ISRO）主席总结说该任务90%~95%都是成功的，只有最后着陆器失联部分的5%失败了。
在“不推迟、无航天”的本行业，乐观总比悲观好。日本公司ISpace历经2008年以来的团队重组、合作伙伴更替、系统方案修改和运载工具变化后，终于要在2022年下半年发射Hakuto-R了。日本传说中意为“白兔”的这一着陆器高度超过两米，内置一辆可能更像兔子或《星球大战》小机器人的迷你探测器，仅有58厘米高的阿联酋首个月球车“拉希德”（Rashidr）。它将对月壤开展研究。
早在上个世纪90年代初发射的“飞天号”（Hiten），在轨道器失联的情况下让日本成为了第三个实现环月探测的国家。而韩国计划在2022年8月向月球轨道发射的“探路者”（Pathfinder）探测器，可望成就韩国的第一次地外探测任务。NASA为该任务支援了9位科学家及部分科学仪器。
二十一世纪以来，新一轮探月热潮在全球掀起。无论独立自主或多方合作，月球探测的先行者和追随者们都在设计、执行各自项目，并以新的地月空间发展理念审视月球资源开发与利用。作为与地球相伴万亿年的卫星，月球将在2022年见证多国的探索活动，而月球既是人类认知世界的重要目的地，也是通往更远深空的驿站。
日本将发射的Hakuto-R月球探测器（想象图），寓意为“白兔”。版权／JAXA
| 火星及深空浩瀚，航天载科学抵达远方
飞越月球，飞向距离地球150万公里的日-地拉格朗日L2点，二十五年磨一“镜”的史上最强、也是最贵的詹姆斯·韦布空间望远镜将在今年五六月份全面上岗工作，探测宇宙最早的恒星与星系。同样于去年发射升空的露西号探测器（Lucy），正在沿着一条精妙设计的轨道奔赴外太阳系探测之旅。按照NASA科学家设计的精妙轨道，它将在未来12年里先后探访1颗主带小行星、4颗位于日木L4区域的特洛伊小行星和1颗卫星，以及2颗位于日木L5区域的特洛伊小行星。
3.5亿千米——天问一号在2021年最后一天与地球的距离。至此，中国首个火星探测器的环绕器在轨运行526天，火星车在火星表面工作225个火星日，累计行驶超过1400米，探测器共传回约560GB原始科学数据。
环绕器与火星合影
载人登火的想法从20世纪40年代起就有了。但直到今天，红色星球上唯一的地球印记仍然还是无人探测器。火星探测每26个月迎来一次发射窗口。因为伞降系统、飞行软件等问题以及新冠疫情的影响，2020年原本要与中国、美国、阿联酋探测器在同一季节启程的欧洲-俄罗斯联合任务错过窗口，就这样顺延到了2022年9月，探测器的名字也从更早前的ExoMars 2018变成了ExoMars 2022。与大多数火星任务一样，它将采集火星土壤、岩石样品并分析，以寻找生命痕迹。与前辈们相比，这次任务于火星地表以下打钻的深度将达到创纪录的两米——在这个位置，40亿年前的有机物质可能完好保存，而当时火星表面的条件更接近婴儿时期的地球。
同样为了寻找生命，2022年年中，欧空局将发射简称为“果汁”（JUpiter ICy moonsExplorer/JUICE）的探测器。它将借行星引力加速飞行，8年后到达木星，对木卫二、木卫三、木卫四三枚冰封星球进行探测，收集其冰盖之下的海洋、表面及内部信息，以期发现支持生命孕育的线索。
将于今年发射的“果汁”（JUICE）探测器，目标是木星。版权／NASA
除了行星及其卫星，一系列小天体科学探测或技术试验项目也将在2022年展开。2022年9月26日到10月1日，当近地小行星Dimorphos及其构成的双星系统以1100万千米左右的近距离飞掠地球时，2021年11月升空的NASA双小行星重定向测试任务探测器“飞镖”（DART）将撞向小行星，以探索人为改变小行星运行轨道的方式。“飞镖”是第一次以“撞开”近地小行星为目的的行星防御演习任务。其任务实施效果，将由“飞镖”携带的拍照立方星、陆基天文望远镜及将于2024年重访该小行星的欧空局“赫拉”号（Hera）探测器共同评估。
2022年度，NASA还打算发射探测器前往一颗神秘的巨型小行星，任务与目标天体都叫“灵神星”（Psyche）。不同于其他石质或冰质天体，这颗小行星直径约为241千米，似乎主要由镍和铁构成，与地核中存在的元素相同。鉴于目前的科学仪器难以无限接近地球内部，科学家们希望通过对该小行星的勘测进一步了解行星在太阳系中的起源与演化。探测器将于2026年抵达目的地，进行为期21个月的近距离考察。
宇宙之大，航天是延伸人类视野与认知的眼睛。新一年的全球深空探测任务，有的将出发，有的已经飞驰在路上。作为航天工程的终极使命，它们将载着人类“我是谁、我从哪里来、我要到哪里去”的千古追问，继续跨越时空的求索。
—— 本文节选自《中国国家天文》2022年1月号
作者简介 /
白瑞雪，国际宇航联空间教育委员会委员，微小卫星与航天科学教育企业创始人。原新华社航天记者、科普作家，著有《载人航天》《中国天河超级计算机问鼎之路》等书。
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编辑 / 紫晓
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