2016年,还有哪些航天大事值得期待?

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对航天领域而言,2016年注定将是一个不甘平凡的年份。

这一年,中国航天将首飞两款新型运载火箭,并发射天宫二号和神舟十一号载人飞船。同样是在这一年,SpaceX之类的私营企业将继续推进他们新的运载火箭和飞船,我们将目睹一系列重要的航天发射及试飞。而在太空观光领域,维珍银河(Virgin Galactic)和蓝色起源(Blue Origin)将继续试飞亚轨道航天器,有可能在年底之前就把付费顾客送入地球大气层的最高界限。除了载人航天领域值得期待的进展以外,无人探测器也将前往木星和火星,开拓人类对太阳系行星的认知领域。

下面就来梳理一下,2016年值得期待的航天事件。

全年:太空观光试飞

太空观光公司,比如维珍银河和蓝色起源,都宣称将在今年继续试飞他们的亚轨道航天器。两家公司希望能够把普通人带到太空边缘,并在那里体验几分钟的失重环境。

维珍银河的太空船2号,图片来源: MarsScientific.com

蓝色起源在试飞进度上似乎已经大步领先。这家公司已经证明他们能够发射、着陆回收并再次发射新谢泼德(New Shepard)火箭。而维珍银河还需要更多努力才能证明自己的实力。这家公司刚给全新版本的太空船二号(SpaceShipTwo)举办了揭幕仪式,前一架太空船二号于2014年在试飞中坠毁。维珍银河表示,他们很快就将展开新的试飞,但并未透露太空船二号何时会进入太空。

蓝色起源公司公布了新谢泼德飞行器第二次试飞的视频。这次试飞实现了从距地面100千米以上的太空垂直着陆回收火箭的壮举。视频来源:蓝色起源

3月14日:火星生命探测计划首航

火星生命探测计划(ExoMars Mission)的第一阶段任务将在今年启航。该计划是欧洲空间局(ESA)和俄罗斯联邦航天局的合作项目,将向火星发射3枚行星探测器。据ESA透露,这个计划的目标是,搜寻火星上远古生命的遗迹,并检验未来可能用于探索这颗红色行星的技术。

今年3月,一枚俄罗斯质子火箭将发射两枚ExoMars探测器——微量气体轨道器(Trace Gas Orbiter)和Schiaparelli着陆器。轨道器设计用于研究火星大气,着陆器则将检验第3枚ExoMars探测器登陆火星所需的技术。第3枚ExoMars探测器将是一辆火星漫游车,预计于2018年发射。据ESA透露,轨道器和着陆器将于今年10月抵达火星。

ExoMars探测计划的微量气体轨道器,将于今年3月启程前往火星,预计10月抵达。图片来源theverge.com:

5月31日:轨道ATK公司升级版安塔瑞斯火箭首飞

NASA的商业合作伙伴轨道ATK公司(Orbital ATK),将展示他们全新升级的安塔瑞斯(Antares)火箭,并为国际空间站运送货物补给。这是轨道ATK公司向前迈进的一大步。该公司的老版安塔瑞斯火箭于2014年在发射台上爆炸,这一事故促使轨道ATK公司全部更换了火箭上的发动机——这一步骤已经花了一年半的时间。

6月:长征七号火箭首飞

长征七号火箭原名长征二号F/H,最初可以看做长征二号F火箭换用YF-100和YF-115液氧煤油发动机的产物,但在实际研制中它应用了全数字化设计手段,代表了我国60年来运载火箭研制的最高水平。长征七号火箭将用于发射货运飞船天舟一号,还将作为我国新一代中型运载火箭的基本型号,衍生出一系列运载火箭构型,替换现有长征火箭家族的大部分型号,承担我国70%左右的航天发射任务。6月,长征七号火箭将在我国海南文昌的航天发射基地发射升空。

长征七号火箭,预计于今年6月首飞。图片来源:CAN PHOTO

7月4日:NASA的朱诺探测器抵达木星

美国航空航天局(NASA)的朱诺探测器(Juno),自2011年发射以来,一直在飞往木星。到今年的美国独立日,这枚探测器将抵达那颗气态巨行星,并且进入环绕木星的探测轨道。朱诺将在木星停留至少20个月,研究木星的大气、磁场和引力场。这枚探测器在环绕木星旋转的同时,还将每分钟自转3次,确保它的所有设备每小时能够对准木星400次。

朱诺探测器将于今年7月4日抵达木星。图片来源:NASA

9月:长征五号首飞

长征五号火箭低轨道运力25吨,同步转移轨道运力14吨,比现有长征系列火箭提高了2倍以上,习惯上称之为“大火箭。它使用YF-77液氧液氢发动机,因而也被亲切地称为“冰箭”。长征五号火箭目前包括长征五号和长征五号B两种构型,虽然长征五号火箭尚未首飞,但它已经接到十个重量级订单,包括嫦娥五号、空间站舱段和火星探测等我国国家重大专项,未来还将用于发射东方红五号通信卫星,也可能用于发射北斗卫星。今年9月,长征五号火箭将于海南文昌发射基地进行首次发射。

长征五号火箭,预计将于今年9月在海南文昌首飞。图片来源:微博@大脚丫的汤婆婆

9月:SpaceX重型猎鹰首飞

SpaceX的重型猎鹰(Falcon Heavy)实际上就是把3枚猎鹰9号火箭组合成一枚重型火箭,相当于在一枚主火箭两边绑上了两个助推器。SpaceX公司表示,重型猎鹰起飞时将提供200万千克力的推力,有能力将等同于一架波音737客机的重物送入绕地轨道。最终,SpaceX希望用这样的火箭,能够把人类送往月球和火星。

年初,SpaceX公司CEO伊隆·马斯克表示,我们终于能够在2016年看到它首次试飞了,“或许会在9月底”。

SpaceX的重型猎鹰,可能会在今年9月底首飞。图片来源:SpaceX

9月8日:NASA奥西里斯王号小行星探测器发射

NASA计划今年晚些时候发射奥西里斯王号(OSIRIS REx)小行星探测器。这项任务基本上就是NASA的小行星重定向任务(Asteroid Redirect Mission)的一个超级简化版本。据NASA透露,奥西里斯王号将在2018年抵达它的目标小行星1999 RQ36。探测器将在那里测绘小行星的表面,并用机械臂从这块太空岩石上掘取少量样本。探测器将于2023年返回地球,并将采集到的小行星样本送回地面。

下半年:天宫二号和神舟十一号飞船先后升空

2016年中国载人航天将进入应用发展的新阶段。天宫二号空间实验室已经完成总装,预计今年第三季度发射升空。预计第四季度发射的神舟十一号载人飞船将承载两名航天员,与天宫二号进行对接,并进行长达30天的中期驻留试验。天宫二号上将验证部分再生式生命保障系统的关键技术试验,它还带有“伽马暴偏振探测项目”(POLAR)和内部机械臂等新设备,进行空间科学和航天医学试验。

未来完全建成的中国空间站想像图。图片来源:brtn.cn

12月:SpaceX载人龙式飞船发射中止测试

SpaceX公司一直在为NASA开发名为载人龙式飞船(Crew Dragon)的载人航天器,最终将用它运送美国宇航员往返于国际空间站。不过,在载人龙式飞船发射入轨之前,SpaceX必须要确保航天器能够保证乘员的安全。为此,该公司特意给载人龙式飞船设计了发射中止系统。按照SpaceX的说法,内置于舱壁内的小型火箭发动机能够在关键时刻点火,将飞船从发射过程中可能出现的任何危险状况中解救出来。

SpaceX已经成功演示了这一中止系统,能够将龙式飞船从静止的发射台上脱离出来。不过在今年,该公司将尝试证明,这套系统能够在发射过程中解救飞船于危难之中。SpaceX总裁格温·肖特韦尔(Gwynne Shotwell)说,这一测试会在年底前完成。

发射中止系统的首次测试。图片来源:SpaceX

其他中国航天科研项目

2016年中国空间科学战略性先导科技专项也继续开花结果。

4月我国第一颗专用微重力试验和生命科学研究卫星-实践十号卫星即将发射,实践十号是一颗发射质量3.6吨的返回式卫星,它将利用轨道微重力环境,在为期15天的飞行中进行19项科学实验,包括微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学、空间辐射生物学、重力生物效应和空间生物技术等6个领域

潘建伟院士的团队已经进行了地面量子纠缠分发等试验,为通过卫星进行广域量子通信奠定了坚实基础,今年7月量子试验卫星将自酒泉发射中心发射,它将建立卫星和地面的远距离量子实验平台,在国际上首次进行星地量子密钥的生成和分发,促进广域量子通信的实现,并在更远的距离上检验量子力学基本原理。

期盼多年的硬X射线调制望远镜(HXMT)也将千呼万唤始出来,将于今年下半年发射。HXMT设计寿命4年,它搭载高能、中能、和低能X射线望远镜,使用独特的直接解调法反演成像,具有高分辨率X射线巡天的能力。由于研制和发射一拖再拖,HXMT早已不是灵敏度和分辨率最高的硬X射线望远镜,它预定的X射线巡天任务已经被美国雨燕探测器完成,而高分辨率观测的科学成果也可能被美国的硬X射线掠射式望远镜NuSTAR和日本今年发射的ASTRO-H抢走。尽管如此,HXMT在研制中体现了高度的科学创新性,它还是中国第一个空间望远镜,是中国X射线天文学的重大突破。(编辑:Steed

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