邢强
(小火箭)
21世纪的第1个10年,以移动互联网技术发展为代表的技术深刻地影响了人类的生活方式。在21世纪10年代后期,商业航天崛起,在全球范围内,从技术层面(可重复使用运载火箭、低轨巨型星座)和规模层面(占全球太空产业总规模的76%),成为了人类太空探索和太空产业的主导力量。
在正式进入21世纪20年代后,盘点一下2019年人类航天的20个大事件。
“一箭60星”成功发射“星链”首批卫星
5月24日,美国太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰-9(Falcon-9)运载火箭把“星链”(Starlink)计划首批60颗卫星送入预定轨道。这次发射是“一箭60星”,一举终结了各方质疑。低轨巨型星座正式开建!
2019年,“猎鹰重型”(Falcon Heavy)运载火箭在4月和6月进行了2次商业化发射,是其首发成功之后的第2次和第3次发射。“猎鹰重型”是人类迄今为止在役运载火箭中运载能力最强的运载火箭。
与商业航天对发射报价较为敏感的特性不同,美国军方的发射任务更加注重任务执行的可靠性和对时间节点的保障能力。从这个角度来看,美国SpaceX公司无需为了和同行竞争而拉低发射报价。反而,因为他们已经证明了自己的可靠性,而且相关载荷量级内尚无对手,一旦进入美国空军的采购体系,就具备了绝佳的竞争力。
在星多箭少的未来,运载火箭方掌握了足够高的定价权,发射市场将会产生较大的变化。当然,战略规划层面的考虑,除了大幅涨价之外,实际也会催生一些降价甚至免费搭载的发射服务。
SpaceX公司的“猎鹰重型”运载火箭发射升空
组装中的双曲线一号遥一运载火箭
天鹊TQ-12液氧/甲烷液体火箭发动机变推力长程试车试验
7月25日,北京星际荣耀空间科技有限公司在酒泉卫星发射中心成功发射双曲线一号遥一运载火箭。这标志着我国成为继美国之后,世界上第2个拥有具备入轨发射能力的民营企业的国家。该公司也成为继美国SpaceX公司和美国火箭实验室公司(RocketLab)之后,世界上第3个掌握运载火箭研制技术的民营企业。
10月26日,北京蓝箭空间科技有限公司的天鹊TQ-12液氧/甲烷液体火箭发动机顺利完成变推力长程试车。这次时长为200s的液体火箭发动机地面试车的圆满成功,使得我国成为继美国之后,世界上第2个掌握大推力液氧/甲烷火箭发动机研制技术的国家。北京蓝箭空间科技有限公司成为继美国SpaceX公司和美国蓝色起源公司(Blue Origin)之后,第3个掌握大推力液氧/甲烷火箭发动机技术的民营企业。
12月7日10:55,我国在太原卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭成功将吉林一号高分02B卫星发射升空。同日16:52,我国在太原卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭采用“一箭六星”的方式,成功将和德二号A/B卫星、天仪16/17卫星、天启四号A/B卫星发射升空。上述卫星全部顺利进入预定轨道,两次任务均获得圆满成功。
这两次发射,在同一卫星发射中心,用同一型号运载火箭,间隔仅5小时57分钟,创造了人类自冷战结束以来的最小间隔航天发射世界纪录。
转运中的快舟一号甲运载火箭
8月17日,我国在酒泉卫星发射中心成功发射了捷龙一号运载火箭,以“一箭三星”的方式,顺利将3颗卫星送入预定轨道。这是由中国航天“国家队”首次采用纯商业化模式执行的商业航天发射,拉开了我国商业航天领域的新篇章。
转运中的捷龙一号运载火箭
人类历史上第一张黑洞照片
4月10日,包括中国在内的全球多地天文学家同步公布了首张黑洞真容。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据,有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。
这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体—黑洞,一种体积极小、质量极大的天体,如同一个宇宙“吞噬之口”,连光也无法逃逸。黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。
嫦娥四号成果着陆月球背面,“玉兔”开始巡视勘察任务
长征十一号海射型固体运载火箭首次实现海上发射
航天员编组(左为杰西卡·梅尔,右为克里斯蒂娜·科赫)
1月3日,嫦娥四号月球探测器成功完成了人类探测器的首次月球背面软着陆。这是人类探测器首次实现月球背面软着陆和巡视勘察,同时也是首次在月球的高纬度极地地区的着陆。11月26日,嫦娥四号工程被英国皇家航空学会授予航空团队金牌奖。
6月5日,长征十一号海射型固体运载火箭在我国黄海海域某地实施发射,随后将捕风一号A/B星等7颗卫星送入约600km高度的圆轨道,标志着我国运载火箭首次海上发射技术试验取得圆满成功,也展示了运载火箭的弹射发射技术。
10月17日,人类首次全女性航天员出舱编组完成太空作业。
截至2019年12月25日,共有565位航天员进入过太空。其中,227人进行过太空出舱活动。而这565位航天员中,只有65位女性,占比仅为11.5%。中国有11位航天员进入过太空,其中有2位女性,占比为18.2%。
3月2日,SpaceX公司的“载人龙”(Crew Dragon)飞船升空。3月3日,“载人龙”成功对接到“国际空间站”上。至此,该飞船完成了从发射到对接的测试,人类首款商业载人飞船问世。
这次测试飞行,为“国际空间站”送去了180kg的吃穿礼品,同时还带了一件高科技产品—测试用假人,该产品是美国国家航空航天局(NASA)的“超级高科技零重力指示器”(SHTZI),其实就是一个毛绒玩具。
目前,SHTZI接受了“国际空间站”的女性航天员安妮的盛情邀请,已常驻空间站,担任其指示微重力环境的重任。
印度发射了一枚反卫星拦截弹
尼泊尔卫星-1在轨飞行示意图
3月27日,印度发射了一枚反卫星拦截弹。这次试验使得印度成为继美国、苏联/俄罗斯、中国之后,第4个掌握反卫星技术的国家。
4月18日,尼泊尔的第一颗卫星尼泊尔卫星-1搭载美国诺格公司(Northrop Grumman)的“安塔瑞斯”(Antares)运载火箭成功发射。尼泊尔成为继苏联/俄罗斯、美国、加拿大等国家之后,世界上第70个拥有自己卫星的国家/地区。
尼泊尔卫星-1的质量1.3kg,表面印有尼泊尔国旗和研制者的姓名,是由2位在日本九州工业大学(Kyushu Institute of Technology)留学的尼泊尔科学家研制的,用于鼓励更多尼泊尔人投身到太空探索事业中来。星上配备对地观测设备,可对尼泊尔进行遥感成像。遥感数据将会下行到尼泊尔科学技术研究院(NAST)的地面站(目前世界上海拔最高、最接近太空的国家中心级卫星地面站)。
4月12日,举世瞩目的同卵双胞胎太空实验全部完成。
2015年3月27日,美国航天员斯科特进入太空,他在“国际空间站”上生活和工作了342天,然后返回地球。他的双胞胎兄弟马克则在地球上生活与工作,成为了对照组对象。
实验结果表明:虽然人体从心理方面到基因层面,在太空中都会发生一些变化,但是在返回地球8个月后,大部分的变化都会消失,人体会自动恢复到进入太空之前的状态。
总体来说,实验结果令人感到乐观。而类似的实验仍需大量进行,毕竟未来单程长达6个月,往返时间超过1年的载人火星之旅,需要这样的实验数据进行支撑。
2月22日,日本隼鸟-2(Hayabusa-2)小行星探测器成功登陆小行星龙宫(Ryugu)。4月5日,隼鸟-2向龙宫表面成功发射金属弹丸,并成功诱发小行星地下岩石的喷涌。这是人类首次在距离地球3.0×108km远的地方向小行星实施弹丸轰击。同时,隼鸟-2完成了人类首次在同一颗小行星上进行多次采样的作业。预计2020年年底之前,隼鸟-2将带着小行星样本返回地球。
2月,机遇号(Opportunity)火星探测器正式宣布失效。
2003年7月7日,机遇号搭乘德尔他-2(Delta-2)运载火箭升空。2004年1月25日,机遇号成功着陆在火星子午线高原,并在火星上发现了一块陨石,经现场切割分析后认定该陨石含铁93%、含镍7%。这是人类在地球之外的天体上发现的第一块陨石。
双胞胎是这项实验的对象(右边是留在地面的马克·凯利,左边是上天的斯科特·凯利)
日本隼鸟-2小行星探测器成功向小行星发射金属弹丸
机遇号在火星上发现的一块陨石
受火星全球性沙尘暴的影响,机遇号的太阳电池翼被沙尘覆盖,难以获取足够的电能。2018年6月12日,机遇号突然失联。此后的115个火星日,地球上的科学家一直在想方设法寻找机遇号。9月20日,“火星勘察轨道器”(MRO)找到了机遇号,她已进入极低电量保护状态。
2月13日,在尝试了100次唤醒失败后,NASA决定让超期服役的机遇号探测器就此长眠在火星。
以色列民间组织太空以色列公司(SpaceIL)发起了人类首个由私人主导的登月计划,该计划得到了以色列政府和美国“谷歌X月球大奖”(Lunar XPrize)委员会的大力支持。
2月22日,“创世纪”(Beresheet)月球探测器搭乘SpaceX公司的猎鹰-9运载火箭顺利升空。4月4日,该探测器成功被月球俘获,完成了绕月飞行任务。4月11日,该探测器在尝试进行落月任务时突然失控,坠毁在月球表面。
“创世纪”月球探测器成功被月球俘获
太空船-1
“新视野”飞越天涯海角小行星
长征五号运载火箭
10月28日, 维 珍 银 河 公 司(Virgin Galactic)在纽约交易所上市,代码为SPCE。这是世界第一家上市的商业航天企业。
维珍银河公司的太空船-1(SpaceShipOne)自2003年5月20日首飞,2004年10月4日赢得“安萨里X大奖”(Ansari X Prize)。获奖后,飞船随即退役,成为第一个多次往返太空的由民营企业研制的飞船藏品。
NASA“新视野”(New Horizons)2019年1月成功飞越距离地球最远的太阳系边缘、名为天涯海角(Ultima Thule)的小行星,把人类的近距离观测天体的纪录,从冥王星推近到了位于柯伊伯带(Kuiper belt)的天涯海角,并向地球传回影像。
12月27日,长征五号遥三运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空,成功将实践二十号卫星准确送入预定轨道。此次发射飞行试验任务主要考核长征五号火箭总体方案、各分系统方案的正确性和协调性,对后续航天任务的相关关键技术进行验证。实践二十号卫星是地球同步轨道新技术验证卫星,将验证东方红五号新一代大型卫星平台关键技术,并实施多项新技术验证工作,将开展地球同步轨道通信广播业务。