人類太空探索掀起新高潮

2023年全球航天發(fā)射次數(shù)再次被大幅刷新，并改寫了多個(gè)領(lǐng)域的最高紀(jì)錄。從各國爭相推動(dòng)的重量級(jí)太空探索項(xiàng)目到高頻次的商業(yè)航天發(fā)射，全球航天活動(dòng)的日益頻繁證明人類太空探索掀起了新的高潮。

美國創(chuàng)造史上最高航天發(fā)射紀(jì)錄

按照計(jì)劃，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX公司）將于當(dāng)?shù)貢r(shí)間28日用“獵鷹重型”運(yùn)載火箭將美國太空軍的X-37B空天飛機(jī)送入太空，這將是美國今年第114次航天發(fā)射。按照公開計(jì)劃，SpaceX公司在12月的最后幾天還會(huì)發(fā)射數(shù)枚火箭?？梢源_定的是，美國今年已經(jīng)刷新了人類歷史上的年度航天發(fā)射紀(jì)錄。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月18日，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX公司）的“星艦”超重型火箭發(fā)射升空。（SpaceX公司網(wǎng)站直播畫面截圖）

美國“太空”網(wǎng)站稱，今年太空迎來了空前忙碌的一年，預(yù)計(jì)全球航天發(fā)射總次數(shù)將超過220次，創(chuàng)造史上最高紀(jì)錄。截至12月28日，美國進(jìn)行了113次航天發(fā)射，其次是中國的66次，俄羅斯排在第三（19次）。此外還有印度（7次），歐洲、朝鮮和日本（各3次），韓國和伊朗（各2次），以色列1次。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，近年來全球航天活動(dòng)出現(xiàn)冷戰(zhàn)結(jié)束以來的新高潮，航天發(fā)射次數(shù)不斷刷新紀(jì)錄。2021年，全球共進(jìn)行了144次航天發(fā)射，打破了1967年創(chuàng)下的139次發(fā)射紀(jì)錄。當(dāng)年中國進(jìn)行了55次航天發(fā)射，發(fā)射次數(shù)世界第一，同時(shí)也創(chuàng)造了中國航天發(fā)射次數(shù)的新紀(jì)錄。美國在2021年進(jìn)行了51次航天發(fā)射，同期俄羅斯為25次、歐洲6次、日本3次、印度2次、伊朗和韓國各1次。

2022年全球共實(shí)施186次航天發(fā)射任務(wù)，發(fā)射航天器2505個(gè)，再度刷新歷史紀(jì)錄。其中美國實(shí)施87次發(fā)射，發(fā)射航天器總質(zhì)量734.45噸，超過其他各國質(zhì)量總和，同時(shí)也改寫了美國在1966年創(chuàng)造的該國最高發(fā)射紀(jì)錄（77次）。中國在2022年進(jìn)行了64次發(fā)射，發(fā)射航天器總質(zhì)量197.21噸，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均刷新歷史最高紀(jì)錄，居第二位。俄羅斯、歐洲、印度、日本分列當(dāng)年航天發(fā)射次數(shù)的第三至第六位。

引起全球航天界關(guān)注的是，美國今年航天發(fā)射次數(shù)還超過了蘇聯(lián)在1982年創(chuàng)造的單國108次航天發(fā)射的史上最高紀(jì)錄。其中僅SpaceX公司今年就進(jìn)行了超過90次發(fā)射，令其他國家相形見絀。根據(jù)SpaceX公司公布的數(shù)據(jù)，今年該公司進(jìn)行的航天發(fā)射中，主要任務(wù)是運(yùn)送該公司的“星鏈”互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座入軌，同時(shí)也承接了其他發(fā)射任務(wù)。例如歐洲航天局的“歐幾里得”空間望遠(yuǎn)鏡就于7月1日搭乘SpaceX公司的“獵鷹9”號(hào)火箭升空，將在距離地球約150萬公里的日地L2點(diǎn)觀測遙遠(yuǎn)的星系以研究暗物質(zhì)和暗能量。由于俄烏沖突的影響，原本計(jì)劃搭乘俄羅斯火箭升空的英國“一網(wǎng)”公司也不得不向競爭對(duì)手低頭，選擇“獵鷹9”號(hào)火箭將“一網(wǎng)”互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座送入軌道。

憑借可重復(fù)使用帶來的優(yōu)勢，“獵鷹9”號(hào)火箭今年實(shí)現(xiàn)了空前的高頻次發(fā)射。值得一提的是，12月23日，一枚“獵鷹9”號(hào)火箭的第一級(jí)助推器成功降落在海上回收船上，創(chuàng)造了第19次重復(fù)使用的紀(jì)錄。但因?yàn)轱L(fēng)浪太大，該火箭在返航過程中翻倒受損，SpaceX公司隨后宣布這枚創(chuàng)造歷史的火箭退役。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，該火箭于2020年5月31日首飛，完成了SpaceX公司的首次載人航天任務(wù)。在隨后的3年多時(shí)間里，它先后將2名航天員、超過860顆衛(wèi)星送入軌道，總重超過260噸。SpaceX公司的數(shù)據(jù)顯示，該火箭每次發(fā)射后只需要約50天的翻新檢查就能重新投入發(fā)射，這種驚人的能力不但極大降低了發(fā)射成本，而且也充分證明了“獵鷹9”號(hào)火箭的可靠性，驗(yàn)證了可重復(fù)使用火箭這條技術(shù)路徑的未來潛力。

SpaceX公司今年進(jìn)行的號(hào)稱“史上運(yùn)力最強(qiáng)”的“星船”超重型火箭發(fā)射同樣受到關(guān)注。它由“超級(jí)重型助推器”和“星船”飛船組成，其中“超級(jí)重型助推器”由并聯(lián)的33臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力。在4月20日的“星船”首次發(fā)射中，升空后即出現(xiàn)多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常，導(dǎo)致火箭姿態(tài)失穩(wěn)并開始旋轉(zhuǎn)，最終解體爆炸。11月18日進(jìn)行的第二次發(fā)射中，“星船”順利升空，33臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)全部點(diǎn)火，并成功實(shí)現(xiàn)一二級(jí)分離，但此后“星船”飛船失聯(lián)被迫啟動(dòng)自毀。盡管“星船”在這兩次發(fā)射中取得了明顯進(jìn)步，但其研制進(jìn)度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于原計(jì)劃。美國“阿爾忒彌斯”載人登月計(jì)劃中關(guān)鍵的登月艙就是以“星船”為基礎(chǔ)研制的，如今進(jìn)度落后的“星船”已經(jīng)開始“拖后腿”。11月底，美國政府問責(zé)局承認(rèn)，“阿爾忒彌斯-3”載人登月任務(wù)不太可能按期在2027年前發(fā)射。

中國航天實(shí)現(xiàn)一系列新突破

與往年相比，中國航天在2023年的發(fā)射次數(shù)再度刷新紀(jì)錄?！董h(huán)球時(shí)報(bào)》記者注意到，2018年中國航天進(jìn)行了39次發(fā)射，首次力壓美俄，成為全球年度航天發(fā)射次數(shù)最多的國家；2019年，中國完成34次航天發(fā)射，連續(xù)第二年位居世界第一；2020年，中國開展了39次航天發(fā)射，發(fā)射89個(gè)航天器，發(fā)射航天器總質(zhì)量再創(chuàng)新高；2021年和2022年，中國年度航天發(fā)射次數(shù)更進(jìn)一步將最新紀(jì)錄分別改寫為55次和64次。全球航天發(fā)射活動(dòng)中出現(xiàn)了中美兩強(qiáng)的格局，其他國家被明顯拉開差距。

除了航天發(fā)射次數(shù)增加外，2023年中國航天還完成了一系列重大突破。今年是中國首次載人航天飛行任務(wù)成功20周年，中國載人航天工程已連續(xù)成功完成發(fā)射任務(wù)30次，“30戰(zhàn)30捷”凸顯了中國載人航天工程的可靠性和穩(wěn)定性。俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)稱，隨著5月30日神舟十六號(hào)載人飛船搭載3名中國航天員升空，人類同時(shí)在軌人數(shù)的紀(jì)錄也被改寫為17人。法國《費(fèi)加羅報(bào)》描述說，在此期間，中國空間站同時(shí)有6名航天員駐留，在國際空間站上則有來自4個(gè)國家的11人，這證明了“中國在載人航天領(lǐng)域是日益重要和穩(wěn)定的存在”。

中國航天技術(shù)在2023年也取得了巨大進(jìn)步。今年4月，亞洲最大推力700噸液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)試車成功并正式投入工程應(yīng)用；之后，中國載人登月火箭主力發(fā)動(dòng)機(jī)——130噸級(jí)泵后擺液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)完成第六次試車，累計(jì)試車時(shí)長達(dá)到3300秒，創(chuàng)造中國百噸級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)試車新紀(jì)錄。在備受矚目的可重復(fù)使用火箭領(lǐng)域，中國首次液體火箭全尺寸一子級(jí)垂直起降與重復(fù)使用飛行試驗(yàn)于11月在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心取得成功。

此外，中國民營航天企業(yè)“藍(lán)箭航天”的“朱雀2”號(hào)火箭于7月12日發(fā)射成功，成為人類航天史上第一款成功實(shí)施軌道發(fā)射的液氧甲烷運(yùn)載火箭。據(jù)介紹，液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)不但使用成本較低，而且燃燒時(shí)不易結(jié)焦，可以減輕發(fā)射后的維護(hù)工作量，被看作是可重復(fù)使用火箭的未來動(dòng)力發(fā)展方向。另一家民營航天企業(yè)“星際榮耀”研發(fā)的“雙曲線2”號(hào)可重復(fù)使用液氧甲烷驗(yàn)證火箭于11月2日進(jìn)行首次垂直起降飛行試驗(yàn)后，僅用了20天就完成火箭的重復(fù)使用維護(hù)檢測工作，并在12月10日成功進(jìn)行了第二次飛行試驗(yàn)，證明了相關(guān)技術(shù)的快速重復(fù)使用能力。

中國在2023年還發(fā)布了嫦娥探月工程、火星探測工程、載人航天工程等重大科研項(xiàng)目取得的一系列科學(xué)探測數(shù)據(jù)和科研成果。但中國航天探索星辰大海的腳步并沒有就此停止。中國載人航天工程辦公室表示，中國載人月球探測工程登月階段任務(wù)已啟動(dòng)實(shí)施，該任務(wù)總的目標(biāo)是在2030年前實(shí)現(xiàn)中國人首次登陸月球，開展月球科學(xué)考察及相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)，完成“登、巡、采、研、回”等多重任務(wù)。國家航天局探月與航天工程中心透露，天問二號(hào)任務(wù)已正式獲得國家批準(zhǔn)立項(xiàng)，計(jì)劃從一顆近地小行星采樣返回地球，之后前往小行星帶中的主帶彗星311P開展伴飛探測。

多國瞄準(zhǔn)深空探測

2023年還迎來月球探測的新熱潮，日本、印度、俄羅斯多國相繼嘗試派出無人探測器登月。去年年底發(fā)射的日本“白兔-R”月球著陸器經(jīng)過數(shù)月跋涉后，于4月26日嘗試在月面軟著陸，但因偏離著陸地點(diǎn)而墜毀。此前日本首個(gè)登月探測器“好客”號(hào)已于2022年11月因未能與地面建立通信而放棄登月。但日本方面并沒有灰心，今年9月7日，日本第三個(gè)挑戰(zhàn)登月的SLIM小型探測器搭乘H2A火箭升空。日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）12月25日宣布，SLIM已經(jīng)成功進(jìn)入環(huán)月球運(yùn)行軌道，將于2024年1月20日嘗試在月球表面著陸。

2019年“月船2”號(hào)探測器在月球表面著陸失敗后，印度又于今年7月14日發(fā)射了經(jīng)過改進(jìn)的“月船3”號(hào)探測器，最終于8月23日在月面著陸成功。印度也因此成為第4個(gè)實(shí)現(xiàn)探測器在月球表面軟著陸的國家，也是首個(gè)登陸月球南極附近的國家。值得一提的是，印度空間研究組織12月4日發(fā)表聲明稱，“月船3”號(hào)探測器的推進(jìn)艙在完成月球任務(wù)后已返回地球軌道，“這表明印度可以在月球上重新啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備”。

俄羅斯緊隨印度之后，于8月11日發(fā)射“月球-25”號(hào)探測器前往月球。這是自1976年蘇聯(lián)“月球-24”號(hào)探測器之后，俄羅斯47年來首次發(fā)射的月球探測器。根據(jù)俄羅斯方面的規(guī)劃，該探測器本應(yīng)該“后發(fā)先至”，搶在印度探測器之前于8月21日在月球南極地區(qū)著陸，但19日在轉(zhuǎn)移到預(yù)著陸軌道的過程中，因脈沖指令參數(shù)與計(jì)算值存在偏差，“月球-25”號(hào)探測器偏離設(shè)計(jì)軌道，與月球表面相撞。

除了嘗試在月球著陸外，2023年全球還有不少其他深空探測項(xiàng)目。歐洲航天局于4月發(fā)射了“木星冰衛(wèi)星探測器”，計(jì)劃耗費(fèi)8年時(shí)間展開奔向木星之旅，于2031年抵達(dá)木星，探索木星及其被厚重冰面覆蓋的大型衛(wèi)星，重點(diǎn)觀測后者是否存在液態(tài)水，并評(píng)估存在生命的可能性。美國國家航空航天局（NASA）“靈神星”號(hào)探測器于10月升空，預(yù)計(jì)于2029年抵達(dá)火星和木星之間的小行星“靈神星”附近。后者屬于富含鎳鐵的小行星，NASA認(rèn)為它是遠(yuǎn)古行星殘留的核心，與地球內(nèi)核非常相似，該任務(wù)能幫助科學(xué)家了解地球核心及其他類地行星的核心是如何形成的。