俄羅斯

宇航員超長(zhǎng)時(shí)駐太空

重型火箭技術(shù)躍新程

科技日?qǐng)?bào)駐俄羅斯記者 董映璧

俄羅斯在空間技術(shù)與宇宙探索領(lǐng)域正書寫著新篇章，2024年更是迎來了兩大成就。

在太空探索方面，莫斯科時(shí)間2月4日11時(shí)30分08秒，俄羅斯宇航員乘組指令長(zhǎng)奧列格·科諾年科成功打破了人類在太空停留總時(shí)長(zhǎng)的世界紀(jì)錄。他超越了此前由俄宇航員根納季·帕達(dá)爾保持的878天11小時(shí)29分48秒的紀(jì)錄。這一壯舉發(fā)生在科諾年科職業(yè)生涯中的第五次太空之旅期間。莫斯科時(shí)間6月5日0時(shí)0分20秒，科諾年科更是成為了首位在近地空間總共度過1000個(gè)晝夜的人。此次為期一年的太空任務(wù)結(jié)束時(shí)，他太空飛行總時(shí)長(zhǎng)達(dá)到驚人的1110天。

俄羅斯在重型運(yùn)載火箭方面也取得了重大突破。4月11日，俄羅斯在東方航天發(fā)射場(chǎng)成功進(jìn)行了“安加拉-A5”重型運(yùn)載火箭的首次試射，并將測(cè)試載荷送入近地軌道。這款火箭的成功發(fā)射不僅展示了莫斯科重新確立自己在航天領(lǐng)域大國(guó)地位的決心，也凸顯了東方航天發(fā)射場(chǎng)在俄羅斯航天戰(zhàn)略中的關(guān)鍵地位。這枚三級(jí)火箭全長(zhǎng)達(dá)54.5米，重量約為773噸，具備將約24.5噸的有效載荷送入太空的能力。

值得注意的是，自1991年以來，俄羅斯便啟動(dòng)了“安加拉”計(jì)劃。俄國(guó)家航天集團(tuán)強(qiáng)調(diào)，安加拉太空火箭綜合體的建設(shè)是一項(xiàng)具有國(guó)家重要性的特殊任務(wù)。它的啟用將使俄羅斯能夠從本國(guó)境內(nèi)發(fā)射各種類型的航天器，為俄羅斯進(jìn)入太空提供獨(dú)立保障，進(jìn)一步鞏固其在全球航天領(lǐng)域的重要地位。

美國(guó)

探月尋星成果迭出

星艦項(xiàng)目表現(xiàn)搶眼

科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣

2024年，美國(guó)科學(xué)家在月球與行星探測(cè)領(lǐng)域均有新發(fā)現(xiàn)。

美國(guó)馬里蘭大學(xué)的研究表明，月球一直在逐漸縮小，就像葡萄變成葡萄干一樣，導(dǎo)致其表面起皺并形成斷層。月球的縮小可能會(huì)導(dǎo)致月震，或?qū)ξ磥淼娜祟愄剿鳂?gòu)成威脅。對(duì)美國(guó)卡西尼號(hào)探測(cè)器觀察數(shù)據(jù)的分析表明，土星的衛(wèi)星——土衛(wèi)一存在地下海洋，但是否存在生命仍需進(jìn)一步研究。此外，美國(guó)西南研究所科學(xué)家首次在兩顆小行星的表面探測(cè)到水分子，為揭示太陽系中水的分布提供了新線索。

在天文學(xué)研究領(lǐng)域，美國(guó)天文學(xué)家利用北雙子座望遠(yuǎn)鏡的檔案數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了迄今已知最重的超大質(zhì)量黑洞對(duì)，其質(zhì)量高達(dá)280億倍太陽質(zhì)量，這一發(fā)現(xiàn)刷新了人們對(duì)黑洞質(zhì)量的認(rèn)知。美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)不斷膨脹的宇宙進(jìn)行了迄今最精確的測(cè)量，為宇宙學(xué)研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)支持。麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院物理學(xué)家觀測(cè)到了一個(gè)黑洞“三體”系統(tǒng)，這一發(fā)現(xiàn)拓寬了人們對(duì)黑洞及其形成方式的認(rèn)知。

在太空技術(shù)方面，SpaceX的“星艦”項(xiàng)目在2024年取得了顯著進(jìn)展，特別是其獨(dú)特的“筷子夾火箭”技術(shù)入選了美國(guó)《科學(xué)》雜志的年度十大科學(xué)突破。2月，總部位于得克薩斯州的直覺機(jī)器公司成為第一家登陸月球的私人公司。9月12日，“北極星黎明”號(hào)任務(wù)完成人類歷史上首次商業(yè)太空行走，兩名宇航員走出太空探索技術(shù)公司的太空艙進(jìn)入太空，推動(dòng)了商業(yè)航天市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

英國(guó)

銀河內(nèi)外均獲新奇發(fā)現(xiàn)

最早黑洞追溯宇宙“黎明”

科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

2024年，英國(guó)在揭示天體奧秘方面發(fā)力。

英國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)，借助維斯塔天文望遠(yuǎn)鏡，在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了新型恒星。研究團(tuán)隊(duì)給這些恒星取了一個(gè)“老煙民”的綽號(hào)，因?yàn)樗鼈冋凇巴淘仆蚂F”。科學(xué)家對(duì)這些恒星為何會(huì)噴出塵埃知之甚少，最新研究有助他們進(jìn)一步理解重元素在銀河系，乃至更遠(yuǎn)星系中是如何傳播的。劍橋大學(xué)天文學(xué)家基于詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡高級(jí)深星系外巡天獲得的數(shù)據(jù)，在宇宙大爆炸后僅3.5億年誕生的一個(gè)古老星系中，首次探測(cè)到了豐富的碳。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家進(jìn)一步揭示宇宙以及地球生命的演化歷程。

黑洞是宇宙中最神秘和最強(qiáng)大的物質(zhì)。劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)使用韋布空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了迄今為止觀察到的最古老黑洞。該黑洞歷史可追溯到宇宙的“黎明時(shí)期”，約為大爆炸后4億年，距今超過130億年。牛津大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)利用X射線數(shù)據(jù)首次證明，黑洞周圍存在一個(gè)“暴跌區(qū)域”，即物質(zhì)停止圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)，而直接落入的區(qū)域。他們還發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域產(chǎn)生了銀河系觀測(cè)到的最強(qiáng)引力。英國(guó)和西班牙等國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)，使用韋布空間望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了宇宙誕生后僅7.4億年，就有兩個(gè)星系及其大質(zhì)量黑洞正在合并的證據(jù)。這是科學(xué)家迄今觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)黑洞合并事件，也是首次在早期宇宙中探測(cè)到這種現(xiàn)象。

法國(guó)

將量子加速計(jì)送入太空

為小衛(wèi)星設(shè)計(jì)新發(fā)動(dòng)機(jī)

科技日?qǐng)?bào)駐法國(guó)記者 李宏策

從量子傳感到激光通信，從行星探索到發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，2024年，法國(guó)在宇宙探索技術(shù)領(lǐng)域取得多項(xiàng)突破性成果，為未來空間科技發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。

法國(guó)航天機(jī)構(gòu)正式啟動(dòng)“Carioqa”項(xiàng)目，計(jì)劃在2030年將量子加速計(jì)送入太空，精確繪制地球引力圖。這一世界首創(chuàng)的量子傳感器技術(shù)將在500—600公里的軌道上運(yùn)行，通過激光操縱的冷原子在失重狀態(tài)下延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間，從而大幅提高靈敏度。該技術(shù)將為預(yù)測(cè)地震、火山爆發(fā)及評(píng)估全球供水變化提供可能。

法國(guó)初創(chuàng)公司Ion-X開發(fā)了一種基于離子噴射推進(jìn)技術(shù)的新型發(fā)動(dòng)機(jī)，專為10—150公斤的小型衛(wèi)星設(shè)計(jì)。這款發(fā)動(dòng)機(jī)以液體燃料為動(dòng)力，能夠在加載不足1升燃料的情況下實(shí)現(xiàn)3至5年的續(xù)航，同時(shí)具有在衛(wèi)星壽命終結(jié)時(shí)助其脫離軌道的功能。這種技術(shù)具備高效經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，每次任務(wù)成本低于1000歐元，為小型衛(wèi)星的長(zhǎng)期在軌運(yùn)行提供了可靠保障。

在土星衛(wèi)星的探索中，法國(guó)巴黎天文臺(tái)科學(xué)家參與的團(tuán)隊(duì)通過分析卡西尼號(hào)探測(cè)器的觀測(cè)數(shù)據(jù)，推測(cè)土衛(wèi)一米瑪斯的冰殼下可能存在海洋。這片海洋位于冰殼下方約20至30公里深處，形成于2500萬至200萬年前，揭示了行星內(nèi)部環(huán)境的獨(dú)特演化過程。

法國(guó)馬賽大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)借助韋布空間望遠(yuǎn)鏡，首次在宇宙中發(fā)現(xiàn)了“懸空”冰的存在。這一發(fā)現(xiàn)為揭示地球生命化學(xué)成分提供了重要線索，研究人員得以探索冰在不同環(huán)境中的變化及其與光的相互作用，為行星形成過程中的分子生成機(jī)制帶來了新的理解。

法國(guó)還成功建立了一條低軌納米衛(wèi)星與光學(xué)地面站之間的穩(wěn)定激光鏈路，實(shí)現(xiàn)了高速光學(xué)衛(wèi)星通信。這一全球首創(chuàng)的技術(shù)為太空激光通信的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。相比無線電波，激光通信具有速度快、隱蔽性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用于移動(dòng)、海上及空中平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。

德國(guó)

參與地球觀測(cè)與行星探索

推動(dòng)衛(wèi)星技術(shù)小型化創(chuàng)新

科技日?qǐng)?bào)駐德國(guó)記者 李山

2024年，德國(guó)在航空航天領(lǐng)域取得多項(xiàng)進(jìn)展。

在太空探索方面，德國(guó)作為歐洲航天局的重要成員，積極參與地球觀測(cè)與行星探索任務(wù)，例如參與歐洲哥白尼計(jì)劃，以及和美國(guó)合作的月球和火星項(xiàng)目。德國(guó)成功發(fā)射地球觀測(cè)衛(wèi)星EarthCARE和首顆量子通信微型衛(wèi)星，并通過重建宇宙大尺度結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵“引力盆地”。此外，德國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了銀河系中質(zhì)量最大的恒星黑洞，其質(zhì)量為太陽的33倍，并開發(fā)了高精度光纖定位器，為未來天文研究提供支持。

德國(guó)還宣布將在薩克森州建立天體物理中心，用于處理大型望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)，并建設(shè)地下實(shí)驗(yàn)室。聯(lián)邦結(jié)構(gòu)強(qiáng)化基金計(jì)劃在2038年前投入11億歐元支持該項(xiàng)目。

在衛(wèi)星技術(shù)方面，德國(guó)推動(dòng)小型化創(chuàng)新，開發(fā)可收集太空碎片的小型衛(wèi)星系統(tǒng)，并支持專注衛(wèi)星發(fā)射和數(shù)據(jù)分析的初創(chuàng)企業(yè)。例如，Rivada太空網(wǎng)絡(luò)公司計(jì)劃在2026年前部署300顆衛(wèi)星，構(gòu)建獨(dú)立于互聯(lián)網(wǎng)的“外聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)，目前已獲超過100億美元訂單。

在航空技術(shù)領(lǐng)域，德國(guó)重點(diǎn)推進(jìn)可持續(xù)航空研究，研發(fā)電動(dòng)和混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，推廣可持續(xù)航空燃料，并引入數(shù)字孿生、人工智能等技術(shù)優(yōu)化飛機(jī)制造流程。此外，德國(guó)積極參與下一代軍用飛機(jī)開發(fā)，與法國(guó)和西班牙合作推進(jìn)未來作戰(zhàn)空中系統(tǒng)項(xiàng)目，同時(shí)研發(fā)先進(jìn)無人機(jī)。

在空中交通方面，德國(guó)探索空中出租車和無人機(jī)的城市應(yīng)用。德國(guó)航空航天中心開發(fā)的下一代智能座艙項(xiàng)目，通過遠(yuǎn)程副駕駛站技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地面對(duì)飛行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為未來智能化空中交通系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

日本

首次實(shí)現(xiàn)月球表面著陸

拓展太空實(shí)驗(yàn)觀測(cè)能力

科技日?qǐng)?bào)駐日本記者 李揚(yáng)

從月球探測(cè)到國(guó)際空間站，從技術(shù)發(fā)展到國(guó)際合作，日本在2024年的宇宙技術(shù)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域突破。

年初，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的月球探測(cè)器“SLIM”首次在月球表面成功著陸。這一成就標(biāo)志著日本在月球探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破。同年2月，新一代大型主力火箭“H3”從種子島宇宙中心成功發(fā)射，進(jìn)一步增強(qiáng)了日本的太空運(yùn)輸能力，為未來太空任務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在規(guī)劃方面，日本于3月首次制定了《宇宙技術(shù)戰(zhàn)略》，明確了未來技術(shù)發(fā)展方向。該戰(zhàn)略旨在提升日本的宇宙開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力，確保其在國(guó)際太空領(lǐng)域中的地位。

在國(guó)際合作領(lǐng)域，12月，日本宇航員大西卓哉被任命為國(guó)際空間站指揮官，這是日本參與國(guó)際太空活動(dòng)中的重要一步。同時(shí)，國(guó)際空間站的“希望”號(hào)日本實(shí)驗(yàn)艙成功釋放了5顆超小型衛(wèi)星，進(jìn)一步拓展了日本在太空實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)方面的能力。

韓國(guó)

成立宇宙航空廳

加速研發(fā)登月艙

科技日?qǐng)?bào)駐韓國(guó)記者 薛嚴(yán)

2024年，韓國(guó)在宇宙探索領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，尤其在政策統(tǒng)籌、技術(shù)研發(fā)和國(guó)際合作方面，展現(xiàn)出日益崛起的太空探索實(shí)力。

年初，韓國(guó)正式成立了宇宙航空廳，成為主管航空航天政策、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)的專門機(jī)構(gòu)。宇宙航空廳隸屬于韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息通信部，旨在集中資源推進(jìn)具有產(chǎn)業(yè)價(jià)值的宇宙項(xiàng)目。其成立標(biāo)志著韓國(guó)政府在未來幾年將大力推進(jìn)宇宙開發(fā)，2024年共計(jì)撥款7000億韓元，計(jì)劃到2027年將預(yù)算增至1.5萬億韓元。

為了實(shí)現(xiàn)2032年登月的目標(biāo)，韓國(guó)宇宙航空廳啟動(dòng)了月球探測(cè)第二階段項(xiàng)目，并加快了登月艙的研發(fā)。同時(shí)，韓國(guó)還制定了“韓國(guó)宇宙探索路線圖”，聚焦可重復(fù)使用運(yùn)載火箭、韓國(guó)GPS和新一代火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。2025年，韓國(guó)將進(jìn)行“世界”號(hào)運(yùn)載火箭的第四次發(fā)射，這將是推動(dòng)韓國(guó)進(jìn)入商業(yè)發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)的重要一步。

在加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，韓國(guó)在全羅南道高興郡的羅老航天中心完成首個(gè)民用小型發(fā)射體發(fā)射場(chǎng)建設(shè)工作，為未來的宇宙發(fā)射任務(wù)提供了堅(jiān)實(shí)的支持。同時(shí)，韓國(guó)也在推動(dòng)宇宙產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，計(jì)劃在大田、慶南泗川和全羅南道高興郡打造三角體系，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈條的完善和創(chuàng)新。

此外，韓國(guó)在國(guó)際合作方面也取得了突破。2024年，宇宙航空廳與美國(guó)國(guó)家航空航天局就“阿爾忒彌斯研究協(xié)議”達(dá)成共識(shí)，雙方計(jì)劃共同進(jìn)行可行性研究，推動(dòng)韓國(guó)進(jìn)一步參與美國(guó)的載人登月任務(wù)。此外，韓國(guó)還與歐洲航天局、印度空間研究組織、法國(guó)國(guó)家空間研究中心等國(guó)際空間機(jī)構(gòu)深入探討合作方案，計(jì)劃共同開展包括黑洞觀測(cè)等項(xiàng)目。

南非

與美國(guó)合建空間探測(cè)設(shè)施

亞軌道火箭發(fā)射設(shè)施落成

科技日?qǐng)?bào)駐南非記者 馮志文

2024年，南非在空間技術(shù)和宇宙探索領(lǐng)域取得了一系列重要進(jìn)展，進(jìn)一步鞏固了其在非洲航天領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

南非國(guó)家航天局與美國(guó)國(guó)家航空航天局合作推動(dòng)了多個(gè)重要項(xiàng)目，尤其在月球和深空探測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施方面取得了顯著突破。雙方共同建設(shè)了一個(gè)新的天線設(shè)施，這是美國(guó)國(guó)家航空航天局月球探測(cè)地面站點(diǎn)計(jì)劃的一部分，旨在支持“阿爾忒彌斯”登月任務(wù)和未來火星探測(cè)任務(wù)。這一設(shè)施的建設(shè)不僅體現(xiàn)了南非在全球太空探索工作中的重要作用，也增強(qiáng)了其在深空探索技術(shù)方面的能力。

在航天發(fā)射方面，南非和國(guó)際合作伙伴共同建設(shè)的亞軌道火箭發(fā)射設(shè)施在德內(nèi)爾·奧弗伯格測(cè)試場(chǎng)正式落成。該設(shè)施能夠發(fā)射用于科學(xué)研究和測(cè)試航空航天技術(shù)的亞軌道火箭。

在地球觀測(cè)方面，南非的EO-Sat1地球觀測(cè)衛(wèi)星繼續(xù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害管理和氣候變化監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該衛(wèi)星為農(nóng)業(yè)、城市規(guī)劃和氣候變化監(jiān)測(cè)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，凸顯了空間技術(shù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

此外，南非積極推動(dòng)區(qū)域和國(guó)際合作。南非參與了非洲聯(lián)盟的太空政策和戰(zhàn)略制定，倡導(dǎo)資源共享，并推動(dòng)遙感和電信衛(wèi)星技術(shù)的聯(lián)合開發(fā)。

以色列

衛(wèi)星制造有喜有憂

計(jì)劃培養(yǎng)女宇航員

科技日?qǐng)?bào)記者 胡定坤

2024年，以色列在衛(wèi)星制造和宇航員培養(yǎng)方面有新動(dòng)向。

7月，以色列航空航天工業(yè)公司與摩洛哥簽署高達(dá)10億美元的衛(wèi)星制造協(xié)議。以色列將基于OPTSAT 3000先進(jìn)光電偵察衛(wèi)星平臺(tái)為摩洛哥建造兩顆情報(bào)收集衛(wèi)星。據(jù)報(bào)道，該型衛(wèi)星對(duì)地成像分辨率可能達(dá)到0.5米，具備高可靠性，實(shí)際運(yùn)行時(shí)間大大超過設(shè)計(jì)壽命。

但是，在準(zhǔn)備為別國(guó)建造間諜衛(wèi)星的同時(shí)，以色列本國(guó)的間諜衛(wèi)星卻正在陷入危機(jī)。以色列軍事情報(bào)局負(fù)責(zé)運(yùn)行的7顆“奧菲克”系列偵察衛(wèi)星中有3顆在2月以后先后耗盡燃料失效。這些衛(wèi)星已經(jīng)超期服役多年。

在民用航天領(lǐng)域，9月，以色列創(chuàng)新、科學(xué)和技術(shù)部長(zhǎng)吉拉·加姆利爾在訪問美國(guó)國(guó)家航空航天局時(shí)稱，以色列正在與美國(guó)“阿爾忒彌斯”計(jì)劃合作培養(yǎng)其首位女宇航員。