2021年是人類航天史上極不平凡的一年：世界各國共計實現(xiàn)了145次火箭發(fā)射，是史上發(fā)射次數(shù)最多的一年。

而2022年，全球航天不僅在發(fā)射次數(shù)上有望再創(chuàng)新高，也將迎來一系列高難度的重大任務。
今天，就一起來看看2022年有哪些值得期待的航天大事件吧！

Part.1

中國天宮空間站建成：開啟嶄新載人航天時代

在過去的20多年內，國際空間站一直是人類唯一的空間站，也是國際載人航天長期在軌駐留的唯一平臺。但2021年4月29日，中國空間站天和核心艙成功發(fā)射升空，意味著中國正式開啟空間站建設。

中國空間站示意圖（圖片來源：中國載人航天）

我國計劃通過十一次發(fā)射任務，將三個主要艙段、四艘載人飛船和四艘貨運飛船送入太空并建立天宮空間站，預計將在2022年建成。這意味著人類載人航天將實現(xiàn)兩大空間站同時在軌運行的局面，預計二者都將工作到2030年后。

與此同時，國際載人航天事業(yè)也將迎來一系列成果：中美俄陸續(xù)推出新一代載人飛船和火箭；阿爾忒彌斯月球計劃中的“月球門戶”空間站將開始建設；商業(yè)航天空間站進入實質發(fā)展階段，各太空旅游計劃蓬勃發(fā)展……這些都意味著從2022年起，人類各種載人航天紀錄都將被逐漸刷新，甚至將迎來爆炸性發(fā)展的年代。

Part.2

首批太空圖片將傳回：詹姆斯·韋布打開“深空之眼”

2021年12月25日，由20個國家持續(xù)25年投入、數(shù)萬名科學家傾力合作造就的史上最貴航天器詹姆斯·韋布太空望遠鏡成功發(fā)射，它的總預算已經(jīng)超過100億美元?？紤]到它的質量僅為6.5噸，這意味著它的單價超過10000人民幣每克，是黃金單價的20余倍。它的各項頂級科技將聚焦于搜尋宇宙大爆炸后產(chǎn)生的首批紅外線，為我們揭示130多億年前的宇宙秘密，找尋世界的根源。

韋布雖然昂貴，但貴有貴的道理：韋布的鏡片面積（25.4平米）遠超它的前輩哈勃太空望遠鏡（4.5平米），以至于它必須先將18面鏡子折疊，進入太空后再展開。同時，它還攜帶了五層厚度不足頭發(fā)絲的巨大隔熱板（太陽傘）隔絕熱量，躲在距離地球150萬千米外的日-地拉格朗日2點，這一系列操作必須一次成功，因為它無法回到地球維修。

詹姆斯·韋布太空望遠鏡已順利展開（圖源：NASA）

經(jīng)過十余天的旅途，韋布最重要的太陽傘和18面鏡片已順利打開。在經(jīng)過入軌機動和在軌調試后，它將在約6個月后，發(fā)布首批成像圖片。毫無疑問，它是人類最強大的一雙“深空之眼”。韋布的旅途非常順利，不僅節(jié)省了大量推進劑，甚至有潛力工作20年左右，可以預見，它將極大地推動人類對宇宙的認知。

Part.3

重開登月時代：太空發(fā)射系統(tǒng)和“獵戶座”飛船首飛

從1969年的阿波羅11任務實現(xiàn)人類首次登月，到50年后的現(xiàn)在，人類航天科技獲得了飛躍式發(fā)展。目前，幾個主要的航天大國計劃于未來十年重返月球，實現(xiàn)載人登月。其中，阿爾忒彌斯計劃和中俄聯(lián)合建設國際月球科研站將是兩大重要力量。

此外，各國也紛紛立項重型登月火箭、新一代載人飛船和登月著陸器等航天項目，人力、資金和技術資源快速匯集。

值得關注的是，作為暫時處于領先地位的太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）和獵戶座飛船組合，將會在2022年迎來首秀，實現(xiàn)一次環(huán)繞月球的“一箭多星”無人探月首飛測試任務。

太空發(fā)射系統(tǒng)和獵戶座飛船（圖源：NASA）

這個超級組合在過去十多年內已經(jīng)花掉了400億美元的巨額資金，它們的首秀必將成為人類重返月球之旅的重要節(jié)點，同時也為各大航天力量吹響沖刺月球的號角。

Part.4

星艦全箭首飛：商業(yè)火箭能否顛覆載人航天未來？

SpaceX（太空探索科技公司）以火箭發(fā)動機和各類火箭回收技術而知名，而它醞釀的最重大項目則是星艦和超級獵鷹火箭組合，目標是實現(xiàn)全箭可回收、百人次載人航天、深空探測、行星著陸和返回等高難度技術。在過去的三年內，SpaceX一直在用完全顛覆傳統(tǒng)航天發(fā)展思路的“測試直到爆炸”技術開發(fā)手段。通過連續(xù)炸掉了十余個原型樣機，實現(xiàn)了星艦技術的快速迭代發(fā)展。

2021年，首個星艦與超級獵鷹火箭組合體實現(xiàn)了組裝測試，但由于技術細節(jié)和監(jiān)管機構環(huán)評推遲等因素影響，未能順利發(fā)射，預計將在2022年3月首飛測試。若測試順利，星艦將攜帶顧客環(huán)繞月球旅行。

已進行組裝測試的星艦組合體（圖源：SpaceX）

從賬面數(shù)據(jù)看，星艦能夠搭載上百名乘客，推進和運輸能力甚至超過目前世界各國研發(fā)的新一代登月火箭。它還擁有月球（已獲NASA合同）和火星（未來規(guī)劃）著陸探測能力，前景無限。

如果星艦能實現(xiàn)預計中的低成本和超多載客能力，人類距離低成本商業(yè)航天時代真的很近了。

Part.5

撞擊危險小行星：將實現(xiàn)人類史上首次太空防御

恐龍滅絕隕石說和通古斯大爆炸隕石說，讓人類對地外天體的“來訪”始終保持著擔憂。這并非杞人憂天，一顆在太空中看似“小不點”的千米級小行星如果撞擊地球，足以導致地球氣候節(jié)奏徹底崩潰，毀掉大批物種，直接威脅人類未來。如果遭受更大的小行星的撞擊，后果將不堪設想。因此，防范對地球有潛在威脅的危險天體，毫無疑問是人類航天必須面對的課題。

2021年11月24日，人類首個小行星撞擊改道實驗器“DART”成功出發(fā)，它將撞擊一個雙小行星系統(tǒng)迪迪莫斯（Didymos）中的小個子迪莫夫斯（Dimorphos），隨后評估撞擊對小行星軌道的影響。

DART將會實現(xiàn)人類史上首次太空防御（圖源：NASA）

早在出發(fā)時，軌道已經(jīng)進行了精細設計，預計撞機時間為2022年9月26日。屆時，不僅它所攜帶的小衛(wèi)星將會記錄全程，地球上各大望遠鏡也會對準它們，圍觀這一次壯觀無比的“太空煙花”。

雖然目標小行星直徑僅有170米，但它相比DART而言已經(jīng)是個巨無霸，即便DART精準撞擊并完全爆炸，也僅能把它的速度改變0.4毫米/秒，可謂真正的“蚍蜉撼樹”。不過，在太空環(huán)境中，任何一點軌道影響都會積累，即“失之毫厘，謬以千里”。但大家可以放心，科學家們已經(jīng)認真研究過，這次碰撞無論怎么讓小行星改道，都不會威脅到地球。

Part.6

揭示更多秘密，史上最強火星探測陣容公布最新結果

2020年，人類派出了史無前例的火星探測陣容，中國、美國、阿聯(lián)酋均發(fā)射了火星探測器，并于2021年順利抵達火星。其中，中國的“天問一號”是人類首次成功的、單次任務實現(xiàn)“環(huán)繞、著陸和巡視”的探測器；NASA的“毅力號”則是史上最先進的、攜帶了人類首架火星直升機“機智號”的探測器。

目前，將軌道器也計算入內的話，人類正在火星和火星軌道工作的探測器數(shù)量，已經(jīng)增加到了11個，它們來自中國、美國、歐洲/俄羅斯、印度和阿聯(lián)酋。

中國祝融號和美國毅力號/機智號代表人類火星探測的最新高度（圖源：CNSA/NASA）

2021年，中美兩大火星探測器著陸后，花了大量時間進行工程驗證、測試和收集科學數(shù)據(jù)。例如，天問一號整體上攜帶了13種科學載荷，其中7個在火星上空的環(huán)繞器上，6個在降落火星表面的祝融號火星車上。它們共有五大科研目標，主要涉及火星空間環(huán)境、地表形貌特征、土壤表層結構等研究，將為中國科研界帶來火星的第一手資料。

目前，天問一號所攜帶的火星離子與中性粒子分析儀實測數(shù)據(jù)已經(jīng)促成了我國首批對行星際太陽風徑向演化研究成果，成果發(fā)表在了《地球與行星物理雜志》。2022年，更多數(shù)據(jù)將會被科學家們一一解讀，這將是人類探測火星史上最重要的科學成果之一，會極大增強人類對火星的認知。

Part.7

目標太空金礦，靈神號出發(fā)前往太陽系超級寶藏

人類的生存與發(fā)展離不開地球上各種寶貴的資源，特別是不可再生資源，其價值之高不言而喻，歷史上為此爆發(fā)的沖突也有很多。但在地球之外，這些資源的數(shù)量之多超乎想象，其中一類便是金屬資源。
如果將目標設定成獲取金屬資源，小行星帶內的靈神星（16 Psyche）將會是一個完美的選擇。它幾乎是由鐵、鎳、金等元素構成，像極了巖石行星的內核，也極有可能含有更多稀有金屬。它的重量為2.7億億噸級別，遠遠超過人類每年僅利用的20億噸鐵礦石重量，足夠人類使用千萬年，可以說是某種程度上的“無限”資源。

靈神星探測器將為我們揭示一個充滿寶藏的世界（圖源：NASA）

預期在2022年8月1日，NASA將會利用獵鷹重型火箭發(fā)射靈神星探測器，出發(fā)前往這顆神秘的小行星，揭開它的面紗。雖然這個任務并不是真正意義上的“太空采礦”，但已然是一次標準的“太空探礦”。未來，或許人類不再困擾于匱乏的資源，因為宇宙中幾乎所有資源都是“無窮”的，只要人類航天有能力把它們取回來。

Part.8

火星“鴿王”沖刺，歐俄是否再次錯過火星探測窗口？
火星探測窗口期每26個月才一次，著實不易。在2020年7月，中國、美國、阿聯(lián)酋都抓住了寶貴的機會，但歐洲和俄羅斯醞釀許久的ExoMars第二個任務卻再次錯失良機。

該任務的巡視器（火星車）早在2019年雄心勃勃準備發(fā)射時，就已被命名為“羅莎琳德·富蘭克林”號，用以紀念這個在DNA和病毒研究領域做出過偉大貢獻的女性科學家。這也昭示了該火星車的核心使命之一是尋找火星水、有機物和潛在生命，和其他火星車的探測任務形成有效互補。

“羅莎琳德·富蘭克林”號終于要發(fā)射了（圖源：ESA）

此前，“羅莎琳德·富蘭克林”號先后由于經(jīng)費來源問題和方案設計變動等因素中途兩次延期，2020年又因為疫情和測試排期再次延后。2022年9月，地球再次迎來最佳探測火星窗口，“羅莎琳德·富蘭克林”號將聯(lián)合歐空局深空巡航技術和俄羅斯著陸器技術，再次發(fā)起嘗試。這次能否抓住機會，如期發(fā)射，我們還需拭目以待。

Part.9

多型火箭首飛：中美俄歐日同時迎來運載火箭大擴容

運載火箭是航天發(fā)展的基石，隨著航天發(fā)射需求日趨復雜，各大火箭家族也在快速擴容。

對于幾個國家的火箭事業(yè)來說，預計2022年有以下新發(fā)展：中國長征系列已于近些年迎來長征5/5B/6/7/7A/8/11等新成員，一些正在研發(fā)中的重點新型號（長征6A/8R/9，新載人火箭）也將于2022年迎來重大進展；俄羅斯正在發(fā)展安加拉系列，預計2022年再次試飛主力安加拉A5和A1.2火箭；美國則要進行大換血，宇宙神和德爾塔目標直接退役，逐漸由將在2022年首飛的火神火箭接班，重型火箭太空發(fā)射系統(tǒng)也將首飛月球；日本將在2022年迎來新一代H3火箭首飛；歐空局投資近40億歐元研發(fā)的新一代阿里安6火箭也將挑戰(zhàn)首飛。

歐空局阿里安6火箭藝術效果圖（圖源：ESA）

除了各大航天國家隊，商業(yè)火箭公司也如雨后春筍般崛起。除了風光無限的SpaceX獵鷹系列火箭，2022年還將迎來多型商業(yè)火箭首飛。例如藍色起源蓄勢已久的“新格倫”重型火箭，將直接對標獵鷹重型火箭的能力。此外，美國還有多家商業(yè)火箭公司宣布將在2022年首飛自家火箭。

在另一個商業(yè)航天戰(zhàn)場，中國民營火箭公司也將迎來全液體推進劑火箭首射的競爭。

Part.10

航天黃金時代的隱憂：太空垃圾或成為最大課題

如今是商業(yè)航天的黃金年代，但它在快速推廣、應用航天技術的同時，也在造成不小的問題。例如，星鏈在短短兩年就大規(guī)模組網(wǎng)到近2000顆衛(wèi)星，不僅給地球上的天文觀測造成麻煩，還數(shù)次逼迫多顆衛(wèi)星變軌避免碰撞，甚至導致天宮空間站的兩次避讓。而星鏈的長期規(guī)劃是數(shù)萬顆衛(wèi)星，遠超目前的初期階段。

太空交通正在變得越來越繁忙，也越來越危險（圖源：ESA）

低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)這個“錢”途無限的紅海市場，在吸引大批硬核玩家加入，亞馬遜、三星、空客、一網(wǎng)、星網(wǎng)等都將有龐大的組網(wǎng)計劃。如果都成為現(xiàn)實，意味著我們將在未來迎接多達十萬顆級別的衛(wèi)星數(shù)量。此外，大量商業(yè)火箭也在不斷向太空發(fā)射各式各樣的載荷，但不少載荷的科研意義極其有限，很快就會變成太空垃圾。 未來，我們將面臨越來越頻繁的載人航天任務，也將面臨越來越多的太空垃圾。如何商討出一套合理的太空開發(fā)規(guī)則并嚴格執(zhí)行，或許將是未來人類航天發(fā)展最大的課題之一。

寫在最后

2021年，人類航天獲得了歷史性的快速發(fā)展，2022年這種輝煌還將延續(xù)。我們在逐漸打開大航天時代的大門，為人類成為“跨行星生存物種”而努力。但我們也需要意識到，快速發(fā)展航天事業(yè)與和平有序利用太空是一個必須多國妥善合作的課題，越來越繁忙的太空，需要人類更多的智慧和協(xié)作。

太空，是人類踐行“命運共同體”理念的最好平臺。

參考文獻:

【1】《“天和”核心艙成功發(fā)射，中國為什么要建自己的空間站？》，http://www.xinhuanet.com/sikepro/20210429/28d65fc260914ac8a63e5ab4d9552d8d/c.html，新華網(wǎng)。

【2】《2022 in spaceflight》，https://en.wikipedia.org/wiki/2022_in_spaceflight#Expected_maiden_flights，Wikipedia.

【3】《JWST (James Webb Space Telescope)》， https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/j/jwst。

【4】《Starship》，https://www.spacex.com/vehicles/starship/.

【5】《Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission》，https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart.

【6】《Psyche》，https://www.jpl.nasa.gov/missions/psyche.

【7】《Exomars 2022 rover》，https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/ExoMars_2022_rover.

【8】Zhang, A. B., Kong, L. G., Li, W. Y., Li, L., Tang, B. B., Rong, Z. J., Wei, Y., Ma, J. J., Zhang, Y. T., ... and Wang, Chi. (2022). Tianwen-1 MINPA observations in the solar wind. Earth Planet. Phys., 6(1), 1–9. http://doi.org/10.26464/epp2022014.

出品：科普中國

制作：太空精釀

監(jiān)制：中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心（本文中標明來源的圖片已獲得授權）

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