期待空间探索的“创世纪”

关毅 (本刊特约记者)

2019年2月21日，由以色列一家私营机构主导制造的“创世纪”号月球探测器搭乘美国“猎鹰9”火箭，从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地开启奔月之旅。这是世界上首个非国家发起的探测器登陆月球任务，拉开了私营机构探索月球的序幕，标志着全球商业化探月大潮的来临。如落月成功，以色列将成为继俄、美、中之后第四个有探测器在月表着陆的国家。无独有偶，在国际空间站停留5天后，美国太空探索技术公司的首艘载人版“龙”飞船3月8日凌晨脱离空间站，并于6个多小时后顺利溅落在预定的大西洋海域，完成首次试飞任务。美国航天局局长布里登斯廷认为，此举成为人类太空飞行新时代的又一里程碑，距离“龙”飞船从美国本土将美国宇航员送入太空的目标更近了一步，同时也是美国在航天飞机退役近8年后迈出的恢复载人发射能力的关键一步。无论如何，随着越来越多有生力量的加入，人类的空间探索之路必将越走越宽。

欧洲公布下一代粒子对撞机方案长100 km 为LHC继任者

欧洲粒子物理学家2019年1月15日发布了目前世界上最大的粒子加速器——跨越瑞士和法国边界的长达27 km的大型强子对撞机(LHC)继任者——的设计方案。这份报告呼吁建造一个周长为100 km的更大的粒子加速器，用以详细研究希格斯玻色子。希格斯玻色子是LHC在2012年发现的一种奇异的新粒子。这台新机器——目前被称为未来环形对撞机(FCC)——将花费90亿欧元。根据位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室CERN发布的一份声明，FCC将在LHC按计划关闭后，于2040年左右开始运行。

在粒子物理研究中，科学家需要用加速器使微小的粒子获得极高的速度，然后让它们碰撞，观察相关结果。

CERN表示，FCC构想如能实现，将以前所未有的能量让基本粒子碰撞，能用于精确研究希格斯粒子之间如何相互作用，还有助于探索暗物质、反物质等。

据《科学》杂志报道，LHC通过将质子加速对撞以产生目前可能发生的最高能量的碰撞。相比之下，提议中的FCC计划以目前LHC的1/35的能量(但比之前任何正负电子对撞机的能量都要高)将电子粉碎成它的反物质对应物——正电子。电子-正电子的碰撞仍然有足够的能量产生希格斯玻色子，但它们同时比LHC的碰撞更干净、更容易分析。这是因为质子是由其他叫做夸克和胶子的粒子组成的杂乱物体。相反，据目前物理学家所知，电子和正电子是不可分割的基本粒子。

新的对撞机将被安置在LHC附近的一个100 km长的环形装置中

电子-正电子对撞机将通过搜索希格斯粒子衰变方式与标准模型预测之间的差异，寻找科学家现有标准模型之外的物理学线索。FCC还将成为另一种未来质子对撞机的敲门砖，这种对撞机的能量将达到LHC的7倍，从而有望爆发产生新的粒子，而电子-正电子对撞机只能够推测这些粒子的存在。这种对撞机将花费150亿欧元，在2050年或更晚的时间使用FCC的隧道进行工作。通过覆盖建造隧道所需的50亿欧元的费用，FCC将大大减少这台终极机器的建造及运行成本。

CERN之前就成功实现了这种隧道式的设想。它建造了大型正负电子对撞机(LEP)，该对撞机从1989年运行到2001年，并详细研究了之前发现的被称为W和Z玻色子的标准模型粒子。CERN随后拆除了LEP，并在同一隧道中建造了LHC。

然而，欧洲物理学家正面临着竞争。与此同时，日本物理学家希望建造一个20 km长的直线对撞机。它也会碰撞电子和正电子以产生希格斯玻色子。CERN的研究人员还计划研制一种线性对撞机，并致力于一种更新颖的加速技术。

当LHC在2010年开始收集数据时，粒子物理学家就希望，除了希格斯玻色子，LHC还能爆发出其他新的粒子，并打破其与标准模型长达数十年的僵局。然而，LHC没有制造出这样的粒子，尽管CERN的研究人员计划收集比现在多10倍的数据。如果没有更多的发现，物理学家可能难以说服各国政府花费数十亿美元单独研究希格斯粒子。

月岩中发现古老地球岩石有助于研究早期地球及小行星碰撞

迄今最古老的地球岩石可能出现在一个令人惊讶的地方——月球。科学家说，镶嵌在美国阿波罗号宇航员收集的一块更大岩石中的一个2 cm长的小石子，实际上是我们这颗星球40亿年前的一个碎片。

“这是一个非常具有挑衅性的结论，但也可能是正确的。”塔拉哈西市佛罗里达州立大学宇宙化学家Munir Humayun说。这一发现“有助于更好地描绘早期地球以及在生命起源初期改变我们星球的撞击”，得克萨斯州休斯敦市月球和行星学会月球地质学家David Kring表示。

Kring及其同事于2019年1月24日将这项研究成果发表在《地球和行星科学通讯》上。

Kring指出，在岩石形成后的某个时候，一颗小行星撞击了地球，并将其炸飞。它找到了去往月球的道路——后者当时与地球的距离是现在的1/3。这块碎片后来被一块月球角砾岩(一种混杂的岩石)所吞噬。最后，阿波罗14号的宇航员于1971年将它带回了地球。

虽然地质学家曾先后在地球上找到了来自月球、火星和小行星的陨石，但“这是第一次有一块月球岩石被认为是来自地球的陨石”，并未参与该项研究的加利福尼亚大学洛杉矶分校地球化学家Elizabeth Bell说。

几年前，Kring领导的一个研究小组在类似的月球岩石中发现了小行星的碎片，因此寻找来自地球的碎片成为顺理成章的下一步。

该岩石矿物中的微量元素是一种类似花岗岩的石英、长石和锆石晶体的混合物，从而为其起源提供了线索。通过测量锆石晶体中的铀及其衰变产物，研究小组确定了这块岩石形成的年代，与此同时，钛的含量有助于揭示当时的温度和压力。还有一些微量元素，例如铈，则表明了当时可能存在的水的含量。

Kring表示，研究结果表明，这些岩石是在富含水的环境中形成的，当时的温度和压力相当于地球表面以下19 km，或月球深处170 km的水平。对此，澳大利亚悉尼市麦考瑞大学地球动力学家Craig O′Neill更倾向于地球起源，因为170 km的深度是“疯狂的”——那里远在月球地壳之下，而后者才有可能形成花岗岩。

阿波罗14 号样本“大伯莎”拥有的一个2 cm长的碎片据信来自地球

这块岩石并不是地球上最古老的遗迹——来自澳大利亚西部的锆石晶体可以追溯到距今44亿年前，也就是在地球形成后的1.5亿年。但是这些锆石从它们的母岩上被剥离出来，并且被重新加工成新的材料。

Kring说，毫无疑问，这块来自月球的岩石和其中的锆石显然是同时形成的。“我们确信这是一块完整的岩石。”他说。这块岩石的年龄大约和在加拿大及格陵兰岛的地球变质岩中发现的最古老的岩石差不多。

Bell表示，它能够保存至今并不令人感到惊讶，因为月球缺乏类似地球的能够清除古老岩石的天气和地质过程。事实上，她说，月球可能比地球本身更适合寻找古代地球岩石。加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学地球物理学家Norm Sleep对此表示赞同。他说，尽管来自地球的陨石很可能只构成了月球表面物质的很小一部分，但随后无数次的小行星撞击可能使它们在月球的土壤中翻滚，从而使得在随机的月球样本中找到一小块地球陨石变得更加容易。

如果这块岩石真的来自地球，那么它就包含了被称为冥古代的古老地质年代的线索。首先，它证实了地球被大到足以把岩石炸到月球的小行星的撞击，Kring说，这同时也表明构成地球大陆的花岗岩那时已经形成。“这是一件大事情。”

Kring相信其他科学家很快就会在阿波罗号的月球岩石中搜寻早期地球的碎片。他说，在月球漫步者带回的382 kg岩石中，只有很少一部分得到了研究，同时分析技术也在不断改进。他说：“我认为，在未来的几年里，我们将会看到一个有关早期地球的小型碎片库。”

错失良“机”：美告别火星探测先驱运行15年 行走45 km 获多项重要成果

在对火星45 km的梅里迪亚尼平原区域进行了15年的探索后，美国宇航局(NASA)的“机遇”号火星车任务宣告正式终结。科学家历经8个多月努力也没能“唤醒”这架失联的火星车。

“机遇”号与地球的最近一次联络是在2018年6月10日。当天，一场巨大的火星沙尘暴挡住了“机遇”号火星车接收阳光的太阳能电池板。此后，这台年迈的太空机器人便杳无音信。自此，加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA下属喷气推进实验室(JPL)的任务控制人员使用了不同的方法，数百次尝试与“机遇”号火星车取得联系。

2019年2月12日晚，他们向“机遇”号发出了最后一组命令，请它作出反应，结果还是没有回答。

“我宣布，‘机遇’号火星车任务已经完成。”NASA负责科学的副局长Thomas Zurbuchen在2月13日召开的新闻发布会上说。

JPL的“机遇”号项目经理John Callas说：“我们已经尽了最大努力，尝试了所有可能恢复‘机遇’号通信的方法。我们认为，再次收到‘机遇’号反馈的希望已经极其渺茫，因此决定结束任务。”

“机遇”号火星车复苏的希望非常渺茫。NASA的一些人曾认为，大风可能会吹走“机遇”号太阳能电池板上积聚的灰尘，使其重新工作——但梅里迪亚尼平原的多风季节已然来了又去。“我们需要一场历史性的沙尘暴来完成这一历史性的任务。”JPL副项目科学家Abigail Fraeman说。

火星车将经历这颗红色星球上严酷的冬季，如果没有太阳能电池板的电力支持，它将无法生存。

在最后一次联系“机遇”号火星车的那天晚上，任务控制中心里人们的情绪十分高涨。“有沉默，有眼泪，还有拥抱。”坦佩市亚利桑那州立大学火星科学家Tanya Harrison在推特上写道。

“机遇”号火星车

“机遇”号火星车于2003年7月发射升空，并于2004年1月在梅里迪亚尼平原着陆，目的是执行为期90天的探测任务，包括找寻火星上水和生命的迹象等。它最终发现了火星上最古老的宜居环境。“这是该任务最重大的发现之一，它来自我们90天任务的第11个年头。”该任务首席科学家、纽约州伊萨卡市康奈尔大学行星科学家Steve Squyres说。

如今，“机遇”号火星车正在俯瞰着一个叫作“毅力谷”的地区。

“机遇”号的“孪生兄弟”“勇气”号火星车已于2011年结束了使命。

在位于火星表面超过5 000个火星日的时间里，“机遇”号火星车已经行驶了45.16 km——这是任何地外交通工具的纪录。它的科学遗产包括发现火星在大约40亿年前存在非酸性的、对生命友好的水体。

印度将建LIGO引力波天文台有望加入全球网络并提高灵敏度

在项目施工现场获得最终批准后，印度将很快开始建造与位于美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)类似的引力波观测站。

这座观测站将耗资126亿卢比(合1.77亿美元)，计划于2024年完工。据悉，该观测站将建在印度西部马哈拉施特拉邦的新格里县。

该探测器将有助于扩大用来探测引力波的天空区域，并帮助三角化数据，从而提高探测数据的灵敏度和准确性。

印度的探测器将类似于美国的LIGO天文台

自2016年以来，一个印度科学家团队一直与美国科学家在LIGO项目上进行合作。2015年，LIGO位于美国的探测器首次发现了引力波——由两个黑洞碰撞产生并辐射的能量，从而证实了物理学家爱因斯坦的预测，并开启了一种研究宇宙的新方法。

印度的引力波探测器将是世界上第六个这样的天文台，类似于美国位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的两个引力波探测器。

“我们可以期待很多激动人心的天文发现。”普纳市国际大学天文学与天体物理学中心(IUCAA)宇宙学家Tarun Souradeep说。该中心将负责这一项目的引力波科学和新探测器数据分析。

Souradeep表示，印度的“高级LIGO”(aLIGO)有望帮助科学家实现3个主要目标：以目前探测器所能实现的5～10倍的精确度查明引力波的来源；准确计算黑洞的大小；更好地理解宇宙的膨胀速率。

印度科技部部长Ashutosh Sharma说，印度在理论天文学研究方面具有传统优势。他表示：“aLIGO将帮助印度天文学家与国际社会合作，为这个充满活力的领域带来新的见解。”

2016年3月，印度原子能部和科技部与美国国家科学基金会就LIGO项目签署了一份谅解备忘录。

根据该协议，由帕萨迪纳市加利福尼亚州理工学院和剑桥市麻省理工学院运营的LIGO实验室，将为印度提供一个LIGO干涉仪的硬件和关于设计的技术资料，并为配套基础设施的安装和调试提供培训和帮助。

印度将提供安置和操作LIGO干涉仪所需的场地、真空系统和其他基础设施，以及安装所需的全部劳动力、材料和物资。

IUCAA计划用由印度政府提供的10亿卢比初始种子资金进行土地的初步征用和平整工作，并提高参与其中的印度天文学家的技术水平。位于甘地纳格尔市的等离子体研究所和位于印多尔市的Raja Ramanna先进技术中心也将成为该项目的合作伙伴。

科学家预计，在提交了详细的项目报告后，印度政府将在2020年前公布全部项目的资金使用情况。

中国签署SKA天文台公约新机构将负责监督该项目建设及运营

平方公里阵列(SKA)是一个建造世界上最大射电望远镜的项目。如今，参与该项目的7个创始成员国于2019年3月12日在意大利罗马正式签署了一项公约，建立一个政府间组织来监督该项目运行并正式批准其建设。

这个名为SKA天文台的机构是一个与欧洲核子研究委员会(CERN，位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室)类似的组织，它将取代SKA组织，后者自2011年设立以来一直负责射电望远镜的设计和前期建设活动。总部位于英国曼彻斯特附近的乔德雷尔班克天文台的SKA天文台将拥有更大的权力，并将为阵列的建设出具合同。

签约仪式由意大利教育部长马尔科·布塞蒂主持，十余个国家和组织的100余名代表出席。此举旨在成立一个长期且稳定的组织，以负责SKA项目在国际范围内的建造和运营工作。

中国科学技术部副部长张建国代表中国政府签署了SKA天文台公约。他在接受记者采访时表示，中国政府高度重视国际大科学工程，参与这类项目能够促进世界各国在科技领域的交流合作，共同解决人类关注的难点问题。

SKA是计划建造并运行50年的世界最大综合孔径射电望远镜项目，它并非单台望远镜，而是一个望远镜网络，由2 500面直径15 m的碟形天线以及250组低频和中频孔径阵列组成，因接收总面积约“1平方公里”而得名。SKA将安装在澳大利亚和南非，后续在两国及其他非洲国家都会进行扩建。

这一功能强大的射电望远镜网络将分阶段建造，最终能够探测到来自早期宇宙的信号。

南非的MeerKAT射电望远镜是平方公里阵列的原型

据悉，在耗资6.74亿欧元(7.6亿美元)的第一阶段，将于澳大利亚建造13万个天线，并为南非的64个碟形MeerKAT望远镜增加130多个碟形天线。MeerKAT望远镜是该项目的试验台。建设预计将于2020年底开始，耗时约7年。

目前有12个国家参与了该项目，但只有7个国家——澳大利亚、意大利、南非、荷兰、英国、葡萄牙和中国于当日签署了该公约。瑞典和印度也有望成为正式成员。

政府科学咨询国际网络主席、科学外交专家Peter Gluckman表示，该公约的签署本身就是一项成就，因为这涉及到相关国家的多样性，以及俄罗斯和美国等传统上有影响力的科学国家的缺席。

在SKA天文台正式成立之前，公约签署国必须由其议会批准该公约，这可能需要1年的时间。非创始成员国则必须通过单独的加入程序才能成为天文台的正式成员。

SKA董事会主席卡特琳·塞萨尔斯基表示，设计、建造及运营SKA需要数十年的努力、专业积累、创新、毅力及全球协作。公约的签署奠定了使SKA成为现实的基础。

据了解，中方自2012年起通过广泛的国际合作深度参与SKA的关键技术研发、核心设备研制和科学问题研究。此外，中国科学家还利用500 m口径球面射电望远镜(FAST)、低频望远镜阵列21CMA等国内已有设备开展先期科学研究。

艾滋病治疗奇迹再现 “伦敦病人”或被治愈

Timothy Ray Brown

据英国《自然》杂志2019年3月5日发表的一篇论文，一名被称为“伦敦病人”的艾滋病患者，经干细胞移植治疗后已18个月未检测到艾滋病病毒。他可能成为继“柏林病人”之后艾滋病被治愈的第二人，但专家们谨慎认为疗效尚需持续监测。

“伦敦病人”是来自英国的一名男性患者，其身份未公开。论文提供的信息显示，他在2003年被查出感染艾滋病病毒，2012年开始接受抗逆转录病毒药物治疗，2012年晚些时候又被查出患霍奇金淋巴瘤。

研究人员说，2016年，该患者接受化学疗法和造血干细胞移植，16个月后其体内检测不到艾滋病病毒，便决定停止抗艾治疗。自那以来，“伦敦病人”的病情已持续缓解18个月，但研究人员认为，说治愈为时尚早。

迄今唯一公认被“治愈”的艾滋病患者是“柏林病人”蒂莫西·布朗。布朗同时患有艾滋病和白血病，2007年在柏林接受放射疗法和干细胞移植，后来两种疾病均消失。不过，此后对其他多名患者开展的类似尝试都未获成功。

“通过利用类似疗法让第二名患者的病情得到缓解，我们证明‘柏林病人’并非异常个例，正是(干细胞移植)这种疗法清除了两人体内的艾滋病病毒。”领导研究的伦敦大学学院拉温德拉·格普塔教授在一份声明中说。

两人接受干细胞移植治疗的一个共同点是，干细胞捐赠者的CCR5受体出现一种罕见变异，可使人体对艾滋病病毒产生抵抗力。CCR5是艾滋病病毒攻击人体的一个主要入点。

为治疗癌症，两人还分别接受了放疗和化疗，这可能也有助于消灭艾滋病病毒。不过，放疗和化疗均有副作用。与“柏林病人”接受全身放疗相比，“伦敦病人”接受了相对温和的化疗。研究人员认为，“伦敦病人”的经验可能更好推广。

“‘伦敦病人’让人鼓舞，”未参与研究的英国帝国理工学院教授格雷厄姆·库克说，“如果能更好理解为什么这种疗法在一些病人中起作用而在另外一些人中不起作用，我们将更接近治愈艾滋病的终极目标。”

日本探测器隼鸟2号首次降落小行星“龙宫”并采样

日本宇宙航空研究开发机构2019年2月22日说，根据接收到的数据判断，日本当地时间7时48分(北京时间6时48分)，小行星探测器隼鸟2号成功降落在小行星“龙宫”上并采集样本，经短暂停留后再次升空。

21日下午，隼鸟2号开始执行下降指令，从距离“龙宫”表面约20 km的待机点缓缓下降。宇宙航空研究开发机构说，从获取的信号判断，7时48分，隼鸟2号成功降落到“龙宫”上。

宇宙航空研究开发机构称本次着陆任务成功，将继续分析有关数据等。

该机构说，信号显示隼鸟2号在着陆后发射了弹丸撞击小行星地表，并采集了地表下岩石等样本。按计划，样本采集完成后，隼鸟2号飞回到离小行星表面约20 km处的待机地点。

如果隼鸟2号顺利完成任务，此举将成为继2005年隼鸟号小行星探测器采集到小行星“丝川”的样本后，人类探测器第二次采集到小行星样本。

“龙宫”直径大约1 km，在地球和火星之间的轨道上运行。它比小行星“丝川”更为原始，被认为含水和有机物，与约46亿年前地球诞生时的状态相近。科研人员希望通过分析从“龙宫”上采集到的样本，解答太阳系形成和生命起源的若干谜题。

隼鸟2号缓缓降落到“龙宫”上(图片来源：JAXA)

隼鸟2号于2014年12月从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空，经过约3年半的太空之旅，2018年6月27日抵达小行星“龙宫”附近。它预定在“龙宫”附近逗留约1年半，2020年底返回地球。

美火箭将以色列月球探测器送入太空

美国太空探索技术公司“猎鹰9”火箭2019年2月21日将以色列“创世纪”号月球探测器送入太空，后者将开启约50天的奔月之旅，争取完成世界首个由非政府组织发起的探测器登陆月球任务。

美火箭将以色列月球探测器送入太空(图片来源：《自然》)

美国东部时间21日晚8时45分(北京时间22日上午9时45分)，“猎鹰9”火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空，约34 min后，火箭与质量约600 kg、高1.5 m的“创世纪”号月球探测器分离。

据美国行星学会介绍，“创世纪”号预计4月4日进入月球轨道，并将于4月11日尝试在月球北半球软着陆，对月球磁场进行2～3天的考察。它搭载了一台广角高清相机，将拍摄落月视频和月球表面静止画面。

这次登月任务由以色列非营利机构SpaceIL发起，项目耗资约1亿美元，资金主要来源于私人赞助。如落月成功，以色列将成为继俄、美、中之后第四个有探测器在月表着陆的国家。

“创世纪”号探测器与火箭分离后，“猎鹰9”火箭继续飞行，将印度尼西亚首颗高通量通信卫星和美国空军研究实验室一颗实验卫星送入地球同步转移轨道。太空探索技术公司还成功回收了火箭第一级。