暗物质、木星的卫星等:2023 年太空探索的展望

印度也计划重返月球,而私人公司则瞄准将更多富豪送入太空。
Boeing Starliner and SpaceX Crew Dragon NASA space capsules flying over Earth
2023年可能是波音的“星际客机”和SpaceX的“龙”飞船在NASA任务中全面投入运营的一年。NASA

过去几年是太空发射的繁荣期:2021年末,备受期待的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)问世,2022年NASA终于发射了其庞大的新太空发射系统月球火箭。今年将继续这一趋势,几艘科学和商业航天器将飞离地球,进入轨道及更远的地方。

今年的历史性飞行包括前往木星和小行星带的任务、机器人月球着陆,以及一艘用于将宇航员往返老旧国际空间站(ISS)的新飞船的首飞。以下是一些值得期待的2023年主要发射任务。

小行星和冰冷的卫星

NASA和欧洲空间局(ESA)都有宏伟计划,将于2023年开始研究火星轨道以外的天体。

欧洲空间局的木星冰卫星探测器(JUpiter ICy moons Explorer),简称JUICE任务,将研究木星的冰冷伽利略卫星:欧罗巴(Europa)、卡利斯托(Callisto)和盖尼米德(Ganymede)。在这三颗卫星中,欧罗巴因其冰壳下可能存在外星生命的液态水海洋而备受科学界关注。但现有证据表明,卡利斯托和盖尼米德也可能拥有地下液态水海洋。JUICE计划于4月在法属圭亚那的阿丽亚娜5号火箭上发射,并于2031年抵达木星。它将飞掠这三颗冰冷卫星,进行比较研究。

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JUICE航天器将于2034年进入盖尼米德的轨道,这将是人类航天器首次绕行地球以外的卫星,它将在那里花费大约一年时间详细研究这颗卫星。盖尼米德除了可能存在的地下海洋和宜居性外,还是太阳系中唯一拥有自身磁场的卫星。JUICE将研究这个磁场如何与木星更大更强的磁场相互作用。

与此同时,NASA的Psyche任务将于不早于10月10日发射,前往其同名小行星,并于2029年8月抵达火星和木星之间的小行星带。Psyche任务原定于2022年8月发射,但由于NASA喷气推进实验室在开发任务关键软件时遇到问题而推迟。

这颗名为16 Psyche的小行星是一块大部分由金属组成的太空岩石,科学家认为它可能是早期太阳系形成的原始行星的裸露核心。如果这一理论得到证实,Psyche航天器将飞行数百万英里,让科学家更好地了解地球地表深处的铁核。

印度重返月球

印度空间研究组织(ISRO)将携其Chandrayaan-3任务重返月球,该任务计划于夏季发射。该航天局的Chandrayaan-2任务于2019年携带了一颗轨道器和着陆器前往月球,但由于软件故障导致着陆器在月球表面坠毁。Chandrayaan-3任务放弃了轨道器,取而代之的是一个重新设计的着陆器和月球南极漫游车。着陆器和漫游车将携带地震仪、光谱仪等仪器,研究该极地区域的化学成分和地质。

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寻找暗物质

天体物理学家认为,暗物质和暗能量塑造了整个宇宙的结构——并驱动着我们宇宙的加速膨胀。但专家们对这些神秘现象知之甚少。ESA的欧几里得(Euclid)太空望远镜计划于2023年发射,它将测量这些暗力量随时间对宇宙的影响,以试图辨别它们的性质。

发射后,欧几里得将前往与JWST相同的运行地点,进入一个绕拉格朗日点2(Lagrangian Point 2)的轨道,该点位于地球后方约100万英里处。从那里,欧几里得将使用其近4英尺直径的镜子、可见光成像系统和近红外光谱仪,观测天空的三分之一,距离远达约150亿光年。这将提供约100亿年前的视角。通过研究星系和星系团在漫长岁月和广阔天空中的变化,欧几里得科学家希望了解暗物质和暗能量如何塑造星系形成和整个宇宙的演化。

波音赶上SpaceX

波音将于2023年4月进行其“星际客机”飞船的载人试飞。波音公司开发的“星际客机”是一种可容纳七人的胶囊,旨在与SpaceX的“龙”飞船竞争。与“龙”飞船一样,“星际客机”将作为NASA商业载人计划的一部分,往返国际空间站运送宇航员和货物。

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然而,虽然“龙”飞船于2020年11月开始向国际空间站运送宇航员,但“星际客机”却遇到了许多导致延迟的问题,首先是软件故障,导致飞船在2020年12月的一次无人测试飞行中未能与国际空间站对接。但波音公司坚持不懈,并于2022年5月完成了第二次无人对接国际空间站的尝试,为即将进行的载人试飞铺平了道路。

如果一切顺利,NASA将在商业载人计划中整合“星际客机”与“龙”飞船的发射,为航天局在任何一种飞船出现问题时提供冗余。

(私人)企业

随着NASA越来越依赖波音、SpaceX和其他承包商进行国际空间站的飞行任务,私人航天运营商也为2023年制定了自己的宏伟计划。

Axiom Space计划在夏季向国际空间站派遣一群普通公民进行为期两周的停留,此前该公司于2022年4月进行了首次任务,当时四名私人宇航员在空间站度过了两周多。Axiom Space计划建造一个新的栖息地——首先与国际空间站连接,然后在2031年NASA退役国际空间站时分离,成为一个独立的自由飞行空间站。

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Jared Isaacman,这位亿万富翁资助了2021年9月首次全私人轨道太空飞行“灵感4号”(Inspiration 4)任务,他将在2023年再次进行类似的活动。名为“北极星黎明”(Polaris Dawn)的任务计划不早于3月发射,届时Isaacman将再次乘坐包租的SpaceX“龙”飞船,与三名船员一起飞行。与“灵感4号”不同的是,“北极星黎明”任务中的至少两名船员计划进行首次私人宇航员太空行走。

与此同时,由杰夫·贝索斯创立的蓝色起源(Blue Origin)公司将在2023年尝试其轨道火箭“新格伦”(New Glenn)的首次测试飞行。虽然该公司曾使用其亚轨道火箭“新谢泼德”(New Shepard)将贝索斯和威廉·夏特纳等名人送往太空边缘,但该公司尚未进行轨道飞行。今年,它将目标定得更高。

 

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