2019谁是太空中最耀眼的那颗星

文/李宇飞

▲奥西里斯-雷克斯探测器

转眼间，世界航天重登高峰、精彩不断的2018年已经远去。站在新的起点，让我们重整行装，抬头远望，看看在2019年，宇航领域会带给我们哪些新的惊喜。

航天运输亮点纷呈

在2019年航天运输领域最重要的一件事可能要算美国恢复载人航天发射能力了，而且这一次恢复利用的将是商业航天运输能力。这件事的意义就如同美国宇航局（NASA）局长布莱登斯坦在宣布参加首批载人飞行任务航天员的仪式上所说的那样，“我们又站到了用美国火箭从美国本土发射美国航天员的边缘，而这是2011年以来的第一次。”

自从2011年美国航天飞机退役以来，美国不得不求助于太空竞赛中的老对手，依赖俄罗斯的联盟号载人飞船进行国际空间站的人员更替。这对于航天强国美国来说，不能不说是一件很丢面子的事。而且，俄罗斯在座位费的问题上也是狮子大张口，可以说是逐年飞涨，每个舱位要价已达7000万美元。NASA一直希望能够尽快摆脱这种受制于人的局面。

在经历了多次的进度延迟之后，美国将在2019年确定性地开展商业载人运输计划中的试飞任务。NASA商业载人运输计划首次试飞的发射日期已经确定，太空探索技术公司（SpaceX）的一艘载人版龙飞船发射升空，进行无人飞行试验。飞行成功后，接下来该飞船将在年内进行2次载人试飞和飞行中终止试验，即在起飞后“载人龙”利用其终止系统与猎鹰9火箭脱离逃逸。同属于商业载人运输计划的波音CST-100星际线飞船也在2019年安排了同样的计划，不过其运载火箭由联合发射联盟公司的“宇宙神5”来担当。

▲载人版龙飞船

除了私营航天以外，NASA还计划在2019年对自研的猎户座飞船进行载人飞行前的上升逃逸系统飞行试验，届时由和平保卫者导弹一级发动机改装的助推器将会把飞船助推至预定高度和速度，然后实施逃逸，整个过程历时约3分钟。另外蓝色起源公司也将对可重复使用亚轨道航天器新谢泼德号进行首次载人飞行试验。

另外一个引人关注的方面就是2019年将有大量的新型运载火箭进行首飞试验，包括美国萤火虫宇航公司的Alpha火箭、维珍轨道公司的运载器一号空射火箭、矢量公司的矢量R火箭，欧空局的维加C火箭，西班牙零至无穷公司的气球发射火箭、PLD航天公司的缪拉亚轨道重复使用火箭，印度的SSLV火箭。在中国，星际荣耀公司的双曲线一号火箭、科工火箭公司的快舟十一号火箭、长征火箭公司的捷龙一号火箭也很有可能在这一年加入战团。而已经成功实现商业发射的火箭实验室公司，则计划在2019年实现每两周发射一次电子号火箭的频度。这些火箭大都属于小型运载火箭，未来这一分类市场的竞争将异常激烈。

俄罗斯在2019年将利用质子号火箭将国际空间站的最后一个模块，即由俄罗斯建造的多用途实验舱模块Nauka，发送至国际空间站，该模块自2007年以来一直延误至今。多用途实验舱可向国际空间站提供补给并以引擎侧滚控制空间站，还可以增加对接飞船以及科研模块的附加端口。另外从2019年2月起，阿里安航天公司将采用俄制联盟号火箭从法属圭亚那大量发射部署一网公司的低轨互联网星座卫星。阿里安公司握有用21枚联盟号火箭发射一网星座大部分卫星的合同。

无人探月群贤毕至

2019年也是各国大量开展月球着陆探测的一年。多家曾经参与谷歌月球X大奖赛角逐的私营公司也将加入进来，发射自己的月面着陆器，并探索其商业用途。

▲CST-100星际线飞船

无可争议的开年大戏当然是中国的“嫦娥四号”登陆月球背面。“嫦娥四号”任务由嫦娥四号着陆器和玉兔二号巡视器组成，总重近4吨。所配备的科学载荷可以用于对月面地质和亚表面以及太阳风与月表的相互作用进行研究，并利用月球背面特有的无线电宁静环境开展低频射电观测。由于月球背面始终背向地球，与探测器的通信联络将借助处于绕地月拉格朗日点运行的鹊桥中继卫星进行。

印度的“月船2号”月面着陆探测器也将于2019年由GSLV MK3运载火箭发射，踏上登月之旅。“月船2号”原定于2016年12月发射，后来经过几度推迟，一直耽搁到现在。“月船2号”由三部分组成，包括环月轨道飞行器、月球着陆器和巡视机器人。其中月球着陆器将由俄罗斯航天机构提供，巡视机器人则由印俄双方联合研制。“月船2号”上的许多科学仪器都由印度独立研制。“月船2号”任务将涉及着陆器绕月飞行，近距离观察月球表面，然后着陆并进行一系列试验。“月船2号”将对月球表面进行矿物和地质等方面的测绘和分析，对“月船1号”的探测成果进行核实和确认，并将探测月球上是否有水。

由私营的太空以色列公司（SpaceIL）出资建造，被命名为“创世纪”的月球着陆器现已于2019年2月22日搭载猎鹰9运载火箭发射升空，进入一条超同步转移轨道，随后利用自身的推进系统飞往月球。该探测器本来是拟用来参加谷歌月球X大奖赛的“麻雀”月面着陆器。它如果在发射约两个月后成功着陆，将成为首个在月球上着陆的非政府探测器。“创世纪”月球着陆器获得了来自NASA的支持。NASA为其提供激光反射器来支持激光测距试验，将通过深空网提供通信支持，并将提供月球勘测轨道器（LRO）拍摄的图像。作为回报，SpaceIL公司将与美国分享着陆器上的磁强计收集的数据，该仪器由魏茨曼科学研究所提供，旨在测量着陆点的磁场。

来自美国加利福尼亚州的月球快递公司也计划于2019年搭载电子号火箭发射其MX-1E月面着陆器，并使其着陆于月球南极地区。月球快递公司是一家致力于在未来长期开发月球矿藏的商业公司。该公司联合创始人希望降低太空旅行的成本，为定居月球并最终在火星定居做好准备。MX-1E是一个小型着陆器，具备运送30千克有效载荷到月球表面的能力。为了减轻着陆器质量，MX-1E使用了复合材料，放弃了多数航天器采用的传统平台架构，选择采用燃料箱取而代之的架构。与传统的月面着陆器不同，MX-1E没有安装着陆腿，而是利用着陆器上的一个空燃料箱作为着陆支撑结构。MX-1E着陆器将使用月球快车公司自己的3D打印PECO火箭发动机。该发动机采用过氧化氢和煤油作为推进剂。MX-1E携带的科学载荷包括来自国际月球天文台协会的小型望远镜和来自马里兰大学的称为“月光”的激光试验设备。

德国创业公司PTScientists的ALINA月面着陆器也已经计划乘坐猎鹰9火箭离开地球，降落在阿波罗17号的着陆点附近。ALINA月面着陆器能够搭载100千克的有效载荷，本次任务中携带了3家客户的载荷，其中包括NASA旗下艾姆斯研究中心的一个实验装置。ALINA在月球上软着陆之后，将释放出两辆Audi Lunar Quatro月球车，月球车将驶向阿波罗17号飞船登月地点。两辆月球车能把拍摄的视频传回登陆器，登陆器再把数据传输回地球。两辆月球车将仔细查看阿波罗17号飞船，了解它在月球表面45年来发生的变化。由于温度太低，PTScientists公司预计ALINA月面着陆器和月球车无法在月球的夜晚生存下来。

▲嫦娥四号月球探测器

深空探索接续前行

相比于2018年大量的深空探测器重大发射事件，2019年的深空探测器发射显得寂寥许多，主要的看点在于现有深空探测器可能的重大发现。

欧空局将在2019年利用联盟号运载火箭从法属圭亚那发射CHEOPS太空望远镜。该望远镜全称“表征系外行星特征的卫星”，是欧空局和瑞士航天局合作的计划，由空客公司负责集成，属于欧洲宇宙愿景计划中的小型任务。CHEOPS太空望远镜配备一架30厘米口径的望远镜，将在650～800公里的太阳同步轨道上运行，在至少三年半的时间里分析系外行星在恒星前经过时的凌星现象。CHEOPS将把研究对象集中在开普勒和其他太空望远镜已经发现的系外行星上，特别是超级地球范围内的行星。CHEOPS最终目的是研究行星所环绕主恒星的光变曲线。当行星从它的恒星前面经过时，其特有的光线倾角将帮助科学家更好地评估行星的大小、质量、组成、大气、密度和内部结构等属性。由于这需要非常精确的测量，所以CHEOPS将需要在其任务过程中对每颗行星进行多次凌日的观察。

▲猎户座飞船

在访问过冥王星后，美国的新视野号探测器于2019年年初以每小时52000公里的速度快速飞掠并观测一个名为“天涯海角”的柯伊伯带天体，这是有史以来人类造访的最远天体，距离地球大约有64.3亿公里。探测器与这一小行星的最近距离只有3500公里，比2015年飞掠冥王星时的距离近了三分之二以上。从传回的图片上看，该天体是相接双星，它是由两个分离的天体结合形成的宇宙构造，如哑铃状。“新视野号”在最关键的几个小时里获取了大量图像和其他探测数据，总数据量可以达到几个GB。目前传回来的只是首批图片，其他目前被困在探测器上的所有数据，包括数百幅图像、光谱和其他数据类型，将需要大约20个月的时间才能传回地球。届时，人类对于太阳系起源的认识必将更进一步。飞越“天涯海角”之后，“新视野号”的能源依然足以维持工作到2030年。研究团队希望能在2020年对柯伊伯带外边界的天体进行飞越观测。但这还需要先寻找到一个距离现在“新视野号”飞行轨迹足够近的天体。在完成所有飞越任务之后，“新视野号”将把镜头对准地球，从柯伊伯带的角度为地球留下美丽的靓影。

▲“新视野号”探测器

美国的首个小行星取样返回探测器“奥西里斯-雷克斯”也在去年年底成功地与所要探测的近地小行星“贝努”实现了交会。目前，探测器已经环绕“贝努”作轨道飞行，其轨道半径仅有1.75公里，创下了人造探测器绕小天体运行的最近距离纪录。在2019年，它将先利用所携相机、光谱仪和激光高度计等仪器从轨道上对贝努进行近一年的勘测研究，找出最有希望的候选采样地点。2020年7月前后，它将会缓缓地接近“贝努”，在约5秒的短暂接触过程中利用机械臂上的采样装置采集样品。探测器将在2021年3月离开“贝努”，2023年9月把样品送回地球。这次任务将有助于科学家研究行星的形成和生命的起源，并加深人类对有与地球相撞危险的小行星的认识。“贝努”属于较为罕见的B型小行星，很可能含有大量的碳，而碳是有机物的骨干元素。贝努小行星直径约500米，有在22世纪末（2175—2199年）撞击地球的危险。

日本的隼鸟2号小行星探测器将继续对龙宫小行星进行探测。在2018年，“隼鸟2号”进入绕“龙宫”运行轨道，陆续成功地向“龙宫”投放了“密涅瓦”II1A和II1B两辆微型漫游车，以及德国宇航中心研制的“吉祥物”着陆器。2019年2月22日，“隼鸟2号”将一个非爆炸性撞击器投向“龙宫”，之后亲临“龙宫”表面，从所形成的撞击坑内采集原本处于亚表面的原始样品。按计划，这是“隼鸟2号”三次着陆采样的第一次，这些样品将在2020年12月由一个返回舱送回地球。