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2024年最令人兴奋的六项太空任务:木卫二、快船、阿耳

2024-03-04军事

将参与人类重返月球计划的四位宇航员。

2023年对太空任务而言具有重要意义:美国宇航局(NASA)的OSIRIS-REx任务成功从小行星取回样本,印度的月球3号任务探索月球南极,而2024年将是太空探索再次引人瞩目的一年。

美国宇航局的阿耳忒弥斯(Artemis)计划和商业月球有效载荷服务计划(Commercial Lunar Payload Services)将带来新的关注点,并将月球视为探索目标。下半年将有多个发射任务,其中包括9月的火星卫星探索任务、10月的欧罗巴快船(Europa Clipper)和赫拉(Hera)任务,以及11月的阿耳忒弥斯二号(Artemis II)和VIPER登月任务。

以下是CBS新闻网报道的2024年最令人兴奋的六项太空任务:

  1. 木卫二快船

「木卫二快船」飞行器飞越木卫二的示意图,图片后方为木星。

NASA即将发射「木卫二快船」(Europa Clipper),这将是一次对木星最大卫星之一「木卫二」(又称欧罗巴)的探索。木卫二略小于地球的月球,表面覆盖着冰层。科学家们猜测在冰层下可能隐藏着一个盛放地球所有海洋水量两倍以上的盐水深海。
这次任务将飞越木卫二约50次,研究其冰层、地表地质以及可能存在的地下海洋。还将搜索可能从木卫二喷发的活跃水柱。对于希望解开木卫二海洋之谜的科学家们,这将是一个具有深远意义的探索之旅。发射窗口将于2024年10月10日打开,历时21天,这艘宇宙飞船将由SpaceX的猎鹰重型火箭发射,计划于2030年抵达木星。

  1. 阿耳忒弥斯二号

将参与人类重返月球计划的四位宇航员。(NASA)

阿耳忒弥斯计划以希腊神话太阳神阿波罗的双胞胎姐姐命名,这是NASA重返月球的计划。这将是自1972年以来人类首次返回月球,其中包括将首位女性和有色人种宇航员送往月球。阿耳忒弥斯计划还包括在太空进行更为长期、持续存在的任务,为NASA最终将人类送往更遥远地方,比如火星,做好准备。阿耳忒弥斯二号是这一计划的第一步,将搭载四名宇航员进行为期10天的任务。
这项任务基于2022年底成功将无人太空舱送入月球轨道的阿耳忒弥斯一号。阿耳忒弥斯二号将把宇航员送入月球轨道,然后返回地球。计划最早于2024年11月发射,但可能会因宇航服和氧气设备等必备物资是否准备就绪而推迟至2025年。

  1. VIPER寻水任务

VIPER登月机器人探索月球示意图。(Daniel Rutter/NASA)

VIPER是「挥发物调查极地探索漫游车」(Volatiles Investigating Polar Exploration Rover)的缩写,它是一个高尔夫球车大小的机器人,NASA计划于2024年底将其送往月球南极进行探测。
原计划于2023年发射的该任务推迟,以进行更多对着陆系统的测试,着陆系统由Astrobotic公司开发,作为商业月球有效载荷服务计划的一部分。
VIPER的任务是寻找挥发物质,这些在月球温度条件下易挥发的分子,如水和二氧化碳。这些资源将为未来人类探索月球提供支持。其探测将持续100天,通过电池、发热管和散热器控制温度。它将穿梭于月球阳光极端灼热区的107摄氏度和阴影区的零下240摄氏度之间。VIPER计划于2024年11月发射并登陆月球表面。

  1. 月球开拓者和PRIME-1任务

月球开拓者号绕行月球的示意图。(NASA)

NASA最近投资的一类小型、低成本行星任务名为SIMPLEx,代表小型、创新的行星探索任务。这些任务通过共享发射或作为次要有效载荷的形式随其他主要太空发射物一同发射,以节约成本。月球开拓者(Lunar Trailblazer)是此类任务的一个例子。与VIPER类似,月球开拓者将寻找月球上的水资源。
VIPER将降落并深入研究月球表面特定区域,而月球开拓者将绕月球运行,评估表面温度并制定水分布图。月球开拓者计划于2024年初准备完毕。
但作为次要有效载荷,其发射时间将取决于主要有效载具的准备情况。月球开拓者将与用于PRIME-1任务发射的猎鹰9号火箭同时发射,该任务将载有着陆机器人,它将钻探月表,也是VIPER将使用的钻探技术的验证。

  1. JAXA的火星卫星探索任务

「火星卫星探索」飞行器探索火星两颗小卫星的示意图。(NASA)

尽管2024年会迎来许多探索月球的访客,从各种大小的机器人到载人飞船,但日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)即将展开火星卫星探索任务,该任务名为「火星卫星探索」(MMX),计划于2024年9月左右发射。
该任务的主要科学目标是阐明火星卫星的起源。科学家们迄今仍不确定火卫一和火卫二是古代被火星引力俘获进入轨道的小行星,还是火星轨道上碎片的聚集体。
这艘航天器将在火星周围展开为期三年的科学操作,对火卫一和火卫二进行观测。MMX还将降落在火卫一表面,收集样本并将其带回地球。

  1. 欧洲航天局的Hera任务

此示意图显示Hera任务将研究2022年的碰撞对小行星系统造成的影响。(ESA)

Hera是欧洲航天局(ESA)的一项任务,旨在再次访问Didymos-Dimorphos小行星系统,此前NASA的DART任务已在2022年前往过该系统。
DART任务除了访问这些小行星外,还对其中一颗进行了动能碰撞实验,以验证一种名为「动能撞击」的行星防御技术。DART碰撞Dimorphos的能量巨大,甚至改变了其轨道。
动能撞击技术通过撞击行星,改变其轨道。这种技术可用于保护地球免受危险天体的碰撞。Hera计划于2024年10月发射,并于2026年底到达Didymos和Dimorphos,届时将对小行星的各种物理特性展开深入研究。