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新时代大幕开启：2021年人类航天五大看点

IDG资本 · 公众号 · 科技投资 · 2021-01-29 18:35

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IDG君写 在前面：

1935年，航天之父康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基去世，他的墓志铭上镌刻着一句名言：“地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里，他们将小心翼翼地穿出大气层，去征服太阳系。”

如果我们要选择一个时代来做梦的话，最合适的也许就是大宇航时代，因为它是人类最辽阔、最浪漫的星辰大海。

北斗这座围绕在蓝星的天空之城已经改变我们的生活，人类正在实施的火星探索计划陆续逼近目的地，还有更多的行星探测器将开始他们的遥远旅程。

万物飞天，曾经在敦煌艺术中天方夜谭的想象，如今已成为真真切切近在咫尺的现实。那么，2021年，开拓宇宙未知空间的国家中，会有哪些豪华阵容？它们又将带着怎样的使命？请拭目以待。

来源：“科学大院”公众号（ID：kexuedayuan）
作者：太空精酿

2020年，对于人类社会而言，是充满挑战、极其不平凡的一年；而对于人类航天而言，却是百花齐放、孕育众多机遇的一年。

这一年，人类共计发射火箭114次，中美两国分别发射了39次和44次，占到了七成以上，两股势力引领世界航天的格局明显。

2021年，世界航天将迎来一系列高难度任务，将会成为航天史上具有划时代意义的一年。

中国正式进入空间站时代

人类航天最难的技术莫过于载人航天。1961年苏联（俄罗斯）和美国率先突破并全面掌握这项技术，之后一直处于垄断地位，直到2003年10月15日，中国神舟五号飞船才打破这项垄断。时至今日，中、美、俄依然是仅有的三个全面独立掌握各项载人航天技术的国家。

对于载人航天技术而言，建立长期在轨、多人驻留的空间站是巅峰高地，也是最终目标。

中国建造天宫空间站的三大火箭主力©️

图片来源：中国载人航天工程网官方微博

2021年春，中国载人航天工程将开始实施最重要的第三步，全面建造天宫空间站。 未来两年内，长征二号F（神箭，发射神舟载人飞船）、长征七号（发射天舟货运飞船）和长征五号B（发射天宫最重要的核心舱和实验舱等）这三大主力火箭将陆续进行11次任务，以期顺利建成中国天宫空间站。

千年之前苏轼曾经问过：“不知天上宫阙，今夕是何年？”对于中国而言，2022年时，天上宫阙不再是古人浪漫的幻想，国际空间站也将不再孤独。

人类最强火星探测阵容陆续抵达

由于相对位置关系，从地球出发去火星，理想探测窗口每26个月才出现一次。2020年7月的火星探测窗口，人类派出了史无前例的火星探测阵容，三个任务先后出发。其中包括：

7月20日，阿联酋首个火星探测器“希望号”发射成功，她也是阿拉伯世界首次火星探测器；
7月23日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，天问一号包括轨道器、着陆器、巡视器，是人类探测火星近几十年来工程技术方面最复杂的一次任务；
7月30日，美国“毅力号”火星车携首架火星直升机“机智”号一同前往火星，这也是人类最复杂最昂贵的火星探测任务，机智号是人类首次在地外天体使用直升机技术。

2020年发射的人类三大火星探测任务：希望号，天问一号和毅力号©️

图片来源：NASA/CNSA

三个任务将在2021年2月份陆续抵达火星。阿联酋的“希望号”预计于2月9日抵达火星附近，并准备制动进入环绕火星轨道，中国的“天问一号”将在一天之后的2月10日左右抵达，美国的“毅力号”将在2月18日前后抵达。

2月11日是中国农历除夕夜，天问一号将会为14亿中国人送上最特殊的祝福。

史上最贵科学类任务：詹姆斯·韦伯太空望远镜发射

随着技术难度和预期目标的逐渐提升，原计划2007年发射、预算5亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜，一直拖延到2021年10月31日发射、预算逼近100亿美元。这让它的成本甚至远超著名的哈勃太空望远镜，成为当之无愧的史上最贵科学类航天任务。

测试中的詹姆斯·韦伯太空望远镜©️

图片来源：NASA

目前，詹姆斯·韦伯太空望远镜迎来了一个重大进展：五层太阳伞测试完毕，这意味着它已经基本能够满足2021年的发射目标。

五层太阳伞每层展开时有300平米左右，每层厚度25微米或50微米（第一层），小于人的头发直径（80-100微米），这厚度已经包括了镀的硅膜和铝膜。

发射前，需要将它们先折叠起来塞进火箭里，发射后，它们将在距离地球150万千米外的太空中完整展开，这过程会经历非常大的温度变化。不仅如此，望远镜的工作环境在零下220摄氏度左右，这意味着，它要有较好的降温能力，能做到最高降温300摄氏度（理论设计值）。

当然，它18面镜片的要求更高，它们要求加工抛光、展开和控制、高低温变形精度都在10纳米级别，大概是几十个铍（镜片主要材料）原子摆在一起的宽度。

需要强调的是，不像哈勃望远镜，发射之后出了问题还可以维修，詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射是“一锤子买卖”。希望明年我们能顺利见证这个不可思议的任务成功。

Space X迎来大破局之年

作为商业航天势力的引领者，美国太空探索技术公司Space X成为了搅动世界航天的超级“鲶鱼”。

仅在2020年，Space X进行了26次火箭发射，100%成功，总发射次数突破100，发射的载荷数量和重量都为世界之最。

在2020年的26次发射任务中，5次为新火箭、21次为复用火箭，突破了火箭7次发射复用技术。其中2次为载人任务，让美国重新获得本土出发的载人航天能力；3次为军方载荷，获得了不菲的利润；14次为星链任务，共计部署了800余颗卫星，使得Space X跃居为世界最大卫星运营商。

星舰全箭测试艺术效果图©️

图片来源：Space X

2021年，Space X将迎来跨越式发展。 年初，创始人伊隆·马斯克公布了火箭发射计划，预计在2021年实现48次火箭发射，超过2020年美国总火箭发射次数。

其中，绝大部分为复用火箭，15次发射部署的星链卫星数量将相比现有规模翻倍；约10次为美国和德国的军方载荷；3-4次为商业载人任务，甚至会运送包括影星汤姆·克鲁斯在内的4人乘组前往国际空间站拍摄电影。

2020年末，在12.5千米高飞行测试中，最多能运送100名宇航员的星舰在最后时刻遗憾爆炸。2021年将有密集测试计划，预计将实现首次全箭测试。

2021年，或许是检验Space X从“鲶鱼”成长为“鲸鱼”的一年。

迈向深空，人类的脚步越走越远

2021年，将会有一系列复杂的深空探测任务迎来重要节点时刻。

太空发射系统和猎户座飞船©️

图片来源：NASA

已经吞金近400亿美元的NASA重型火箭太空发射系统（SLS）和猎户座飞船组合将迎来关键时刻， 它们将为阿尔忒弥斯月球探测计划执行首次飞行任务，这是目前世界最先进火箭和飞船的组合测试。

NASA露西号小行星探测器将会发射。 这是人类史上最复杂的一次小行星探测任务，在12年的时间内，它将遍访1颗主带小行星和6颗特洛伊小行星。

NASA朱诺号木星探测器将迎来重要时刻。 它已经在太空中飞行了9年之久，原计划在2021年7月30日完成第34次接近木星后受控坠入木星，实现类似卡西尼号坠入土星的“华丽终章”。科学家们依然在紧张评估它的状态，可能会延期它的服役时间。

NASA冥王号（OSIRIS-REx）小行星探测器将会从贝努出发， 将耗时三年返回地球。2020年，我们见证了日本隼鸟二号从小行星带样本成功返回地球的壮举，期待冥王号（OSIRIS-REx）小行星探测器的精彩表现。

新时代大幕开启：2021年人类航天五大看点

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