科报日报记者 刘霞
1969 年人类实现登月梦后，便开始设想，21 世纪人类应该可以征服月球，可以到火星度蜜月……尽管 40 多年过去了，我们还在地球上转悠，但这并不能阻挡人类登陆月球和火星的步伐，也无法遮挡人类看向更遥远世界的视线。
美国《大众机械》杂志在近日的报道中，为我们列出了未来 10 年将进行的 15 项最重要的太空任务，涵盖太空旅行、行星研究甚至殖民火星等领域。
一场探索之旅，正如一场浪漫的恋爱，金风玉露一相逢，胜却人间无数。而那一场场“风花雪月”的事，最终目的都是为了让我们更好地审视和明晰我们在宇宙中的位置以及我们的未来。
1、美国国家航空航天局发射火星车（2020 年）
美国国家航空航天局（NASA）希望向火星的“耶泽罗陨石坑”（Jezero Crater）派遣一辆火星车“火星 2020”。
“火星 2020”的发射窗口期为 2020 年 7 月 17 日至 2020 年 8 月 5 日，发射地点为美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地，火星车预计于 2021 年 2 月 18 日登陆火星。
耶泽罗陨石坑曾是一个古老的火星湖泊所在地，具有支持微生物存活的条件。NASA 相信这个直径约 50 公里的撞击坑内可能藏有这颗红色星球上远古生命的“蛛丝马迹”。
火星上的耶泽洛陨石坑曾经是火山湖和河流三角洲的家园。图源：英国《自然》杂志官网
此次任务的持续时间估计接近一个火星年，相当于 687 天。当然，与任何其他的火星漫游车一样，这一任务有望延长时间。
这辆火星车身负重要使命——选取并将一部分火星岩土样本封装在小型的罐子里，以等待未来取样返回任务将其取回并带回地球供实验室分析之用。美国宇航局目前正在与欧洲空间局（ESA）合作开展相关研究，但至于这些存放在火星上的样品何时才能被运回地球，还没有具体时间表，或许会在 21 世纪 30 年代。
2、“火星太空生物”探测器抵达火星表面（2021 年）
在“火星 2020”发射的同一窗口期，由欧洲航天局（ESA）和俄罗斯国家航天公司（Roscosmos）合作的“火星太空生物”（ExoMars）项目将探索火星这颗红色行星上是否曾经存在生命。
这一计划业已启动：2016 年，“痕量气体轨道器”（TGO）发射升空，主要目标是更好地了解火星大气中是否存在甲烷和其他大气气体，这些气体可能是存在生物或地质活动的证据；“火星太空生物着陆器”于 2017 年升空，但它出师不利，坠毁在火星表面。
3、俄罗斯国家航天公司开始提供太空旅游（2021 年）
俄罗斯国家航天公司与美国太空探险公司合力打造了一个新的旅游目的地——太空。据俄罗斯卫星通讯社今年 2 月 19 日报道，这两家公司签署协议，商定将重现 1961 年第一艘载人航天飞船飞往宇宙时的航线，最晚在 2021 年前，首次将带两名“非专业”宇航员送往国际空间站。
然而对这个“好消息”，俄罗斯社交媒体上的反应却是喜忧参半：有人感到兴奋；但也有人认为，这是俄罗斯航天工业停滞不前的表现。
对于存在的质疑，俄罗斯国家航天公司将解释称，太空旅游项目并不会牺牲任何其他太空项目。据报道，该公司的月球探测计划已步入正轨；其下属的一家研究机构 17 日则表示，正在研发的可重复利用的“太空游艇”将在 5 年内投入使用。
4、詹姆斯·韦伯太空望远镜终“上岗”（2021 年）
詹姆斯·韦伯太空望远镜将成为哈勃太空望远镜的继任者。按照计划，它将于 2021 年发射，目前已耗资约 100 亿美元，是 NASA 航天史上最复杂、最精密的设备。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是 NASA、ESA、加拿大航天局CSA)联合研发的红外线观测用太空望远镜，可谓 20 年磨一剑。
按原计划，该太空望远镜拟在 2014 年升空，却由于种种原因一再被推迟。2018 年 6 月，NASA 宣布，詹姆斯·韦伯望远镜最早将在 2021 年 3 月 30 日发射。
詹姆斯·韦伯望远镜不但具备哈勃望远镜的光学性能，还具备中红外和近红外观测性能，观测能力是哈勃望远镜的 100 倍。也就是说，哈勃只能看到发光的星体，而韦伯则能够看到不发光只要有温度的天体。NASA 称它为运用红外观测的“时间机器”，将会是第一个观测到 135 亿年前出现的第一批恒星和星系的望远镜。
5、印度迈入载人航天领域（2021-2022 年）
印度空间研究组织（ISRO）正计划在 2021 年至 2022 年向将首批宇航员送上国际空间站，最终将人送上月球。
6、SpaceX 执行火星任务（2022 年）
2018 年 3 月，埃隆·马斯克在《新太空》杂志撰文，详细阐述了其雄心勃勃的火星移民计划。
马斯克称，其所有的太空探索技术公司（SpaceX）计划在 2022 年朝火星发射无人探测器，目的是“确认水资源情况，识别危险，让初始的供电、采矿和生命支持基础设施就位”。
马斯克希望 SpaceX 能在 2024 年向火星发送 2 艘载人飞船以及两艘货运飞船。初期目标是“建设推进剂存储库和为未来载人飞行做准备。
7、中国将建成全球第三个空间站（2022 年）
今年早些时候，中国嫦娥四号探测器在月球背面着陆，标志着中国跨越了一座历史性的里程碑。在此之前，月球背面是一片没有被探索过的区域。
中国的太空探索脚步当然不止于此。《纽约时报》报道称：“中国现在计划在 2022 年开始运行其第三个空间站，在 2030 年前向月球派遣航天员。中国还要发射火星探测器，包括能够把火星表面样本带回地球的探测器。”
资料图
中国将在 2022 年建成空间站，目标就是要突破掌握并且发展这种近地空间长期载人的技术，而且能够保证人在太空中长期舒适地生活、有效地工作。
据介绍，中国的空间站在完全建成之后，是一个大的组合体，总重量将接近 100 吨。在空间站建成之后，中国将成为世界上第三个拥有独立设计、制造、发射、维护空间站的国家。
8、欧空局派“赫拉”前往双小行星系统（2023 年）
欧洲航天局希望掌握一套在“危险”小行星接近地球数周前就探测到它们的方法。他们将希望寄托在以希腊婚姻女神赫拉命名的“赫拉”（Hera）任务上，这一任务是“人类首次拜访双小行星系统”，发射日期为 2023 年。
NASA 的“双小行星重定向测试”（DART）项目将于 2021 年中期完成全面开发并发射，飞往“双子星”（Didymos），并于 2022 年 9 月与其中较小的“双子星B”（Didymos B）相撞，以测试这种碰撞对小行星轨道的影响。
“双子星”系统由“双子星A”（Didymos A）及其卫星“双子星B”组成，前者直径约为 780 米；后者直径约为 160 米并环绕前者飞行。
“赫拉”将于 2026 年达到“双子星A”，对该小行星和“双子星B”进行研究，为将来的小行星防御工作奠定基础。据悉，“赫拉”航天器配备了一台摄像机（由德国航天局开发并用于 NASA 的“黎明”号探测器），还配备了一个激光雷达以和一台高光谱成像仪。
虽然“赫拉”无法观察到 DART 项目产生的撞击，但它将记录撞击之后“双子星”系统的特征，包括对“双子星B”上的撞击坑进行成像、观测卫星轨道及其旋转的变化等，这有助于科学家确定撞击使卫星偏转的效率。
9、SpaceX 的首次月球商业旅行（2023 年）
去年 9 月份，Space X 正式公布了其首位太空旅行乘客的身份——日本实业家、设计师兼艺术策展人前泽有作将成为“SpaceX 公司首位飞越月球的私人游客，时间为 2023 年。”
前泽还表示，他将从全世界邀请 6 至 8 名艺术家同赴月球，条件是返回地球后进行作品创作。
然而，前泽最近透露他“破产了”，因此，他是否能继续按计划完成此次旅行仍有待观察。
10、JAXA 奔赴火星卫星（2025 年）
2025 年 3 月，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的“火星卫星探索”（Martian Moons Exploration）航天器将进入火星轨道，随后登陆火卫一，用一套简易气动系统收集颗粒。
JAXA 的这一航天器如果取得成功，将于 5 年后返回地球。它有望揭示火卫一究竟是被火星引力捕获的小行星，还是远古时期火星与太阳系内另一个天体碰撞后的结果。
11、极大望远镜投入使用（2025 年）
由欧洲南方天文台（ESO）建造的“极大望远镜”位于智利阿马索内斯山，它是一个建造在地面的光学天文望远镜。主镜直径为 39 米，由近 800 个六角形小镜片拼接而成。
一旦建造完成，它将成为世界上最大的光学天文望远镜，清晰度将比哈勃太空望远镜高 16 倍；比詹姆斯韦伯望远镜高 6 倍，集光能力是现有最强大太空望远镜的 13 倍。
极大望远镜能够更详细地探测恒星周围的行星和行星系统，甚至行星的大气特征，这将帮助我们探索行星的演化、其他恒星的行星环境以及为什么太阳系如此独特等问题。同时，它还将研究系外行星的物理和化学特性、原行星盘和行星形成机制、太阳系的历史、超大质量黑洞的演化历程等。
12、美国居住舱抵达“月球门户”（2025 年）
“门户”计划概念图（NASA）
NASA 与其他国际合作伙伴联合设计的月球轨道空间站“门户”（Gateway）将是贯穿本世纪 20 年代的一大项目。该项目旨在帮助人类更加便捷地探索月球和火星。据报道，与国际空间站相比，“门户”体积较小，将环绕离月球高 4000 至 75000 公里的轨道。
当前的设计允许 4 名宇航员同时在这座空间站驻留，而拟议中的一系列月球着陆器将使“门户”成为太空活动的基地——还可能成为前往火星的踏脚石。
不过，当美国居住舱在 2025 年抵达这座空间站时，真正的科学研究才将开始。
13、NASA 首次瞥见灵神星（2026 年）
我们将首次近距离观察“灵神星”（Psyche），灵神星是小行星带 10 颗主要小行星之一，位于火星和木星之间，是一颗绕太阳旋转的小行星，它 95% 以上都是金属，包括大量铁和镍，甚至还有金、铂、铜等其他稀有金属。
探测器将于 2022 年发射，4 年之后抵达目的地，之后，它将立刻进行开创性的科学研究，这将是人类首次探索一颗金属天体，发回的照片将进一步向我们揭示太阳系的真相。
14、欧洲航天局“木星冰月探测器”抵达木星（2029 年）
欧洲航天局的“木星冰月探测器”（JUICE）将探索木星的三颗卫星——木卫三、木卫四和木卫二以及这颗气态巨行星本身。探测器将于 2022 年发射，在长达 7 年的旅行之后进入木星系统。随后对木星这颗三百倍于地球质量的巨行星的磁层、湍流大气及其三颗卫星进行深入探测。
相较于“朱诺号”，“JUICE”的重点在于对木星卫星表面和内部结构进行研究，包括掌握卫星与木星的相互作用情况以及卫星自身的化学成分。
“木星冰月探测器”以木卫三为主要研究对象，因其是太阳系中唯一已知的含有自身磁场的卫星，“JUICE”将进一步研究该卫星与木星磁场之间的相互作用过程，而这将有助于人们理解木星系统的演化以及动力学全过程。
15、NASA 的火星任务（本世纪 30 年代）
NASA 已经明确表示将在 2024 年重新把航天员送上月球，但它的目标显然不止于此。今年 4 月，NASA 证实它计划在 2033 年实现载人登陆火星。
NASA 局长吉姆·布里登斯廷在一次国会听证会上说：“我们希望在 2033 年实现载人登陆火星，我们可以通过加速载人登陆月球来加速载人登陆火星的进程。”
其实，早在 2017 年，NASA 的预算案就将 2033 年列为首次载人登陆火星的目标时间，但 NASA 在其工作计划中称载人登陆火星时间为“2030 年代”。
往返火星的任务需要火星与地球在太阳同一侧时才能实施——每 26 个月才会出现一次，因此适合实施这一任务的时间是 2031 年、2033 年…但许多专家和议员都担心 NASA 不能按时实现这一目标，尤其是考虑到 NASA 重型火箭“太空发射系统”的开发跳票。
1970 年，NASA 马歇尔太空飞行中心科学部门副主管斯图林格博士在回复赞比亚修女的信中写道：“太空探索不仅仅给人类提供了一面审视自己的镜子，它还能给我们带来全新的技术，全新的挑战和进取精神，以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。我相信，人类从宇宙中学到的，充分印证了那句名言：“我忧心忡忡地看待未来，但仍满怀美好的希望。”
或许在不远的将来，太阳系中的月球、火星都会成为人类的试验基地，甚至成为人类离开太阳系，向太空进军的重要中转站。
来源：科技日报 图片来自美国《大众机械》杂志网站及网络
编辑：刘义阳
审核：管晶晶