本文最初发表于 The Conversation。
2024年，太空探索令世界为之惊叹。
美国国家航空航天局 (NASA) 的“欧罗巴快帆号”开始 its journey to study Jupiter’s moon Europa. SpaceX 的“星舰”实现了首次成功着陆，这是未来深空任务的关键里程碑。中国的“嫦娥六号”任务成功从月球背面带回样本，成为新闻头条。与此同时，国际空间站继续接待国际宇航员，包括“Axiom Mission 3”等私人任务。
作为一名航空航天工程师，我对 2025 年充满期待，届时世界各地的航天机构将为更宏伟的目标做准备。以下是明年最令人兴奋的任务展望，它们将把人类的视野进一步扩展到月球、火星、小行星乃至更远的地方。
利用 CLPS 侦察月球表面
美国国家航空航天局 (NASA) 的商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划旨在于利用商业着陆器将科学和技术有效载荷运送到月球。CLPS 促成了Intuitive Machines 的“奥德修斯号”着陆器在 2024 年 2 月着陆月球，这是自阿波罗计划以来美国首次实现月球着陆。
2025 年，NASA 计划执行多项 CLPS 任务，包括由Astrobotic、Intuitive Machines和Firefly Aerospace等公司执行的运送任务。
这些任务将携带各种科学仪器和技术演示设备到不同的月球地点。有效载荷将包括研究月球地质的实验、为未来载人任务测试新技术以及收集月球环境数据。
用 SPHEREx 观测天空
2025 年 2 月，NASA 计划发射“宇宙历史、再电离纪元和冰探索光谱光度计”，即SPHEREx天文台。这项任务将以肉眼看不见但特殊仪器可以探测到的近红外光来观测天空。近红外光对于观测那些在可见光下太冷或太远而无法看到的物体非常有用。
SPHEREx 将通过观测和收集银河系中超过 4.5 亿个星系以及超过 1 亿颗恒星的数据，来绘制一张全面的宇宙地图。天文学家将利用这些数据来解答关于星系起源以及恒星诞生区（恒星在气体和尘埃中形成的地方）中水和有机分子的分布等重大问题。
用 Space Rider 研究近地轨道
欧洲航天局 (ESA) 计划在 2025 年第三季度对其Space Rider无人驾驶航天飞机进行一次轨道飞行测试。Space Rider 是一种可重复使用的航天器，旨在近地轨道上执行各种科学实验。
这些科学实验将包括微重力研究，即太空接近失重的环境。科学家们将研究在没有重力影响的情况下，植物如何生长、材料如何表现以及生物过程如何发生。
Space Rider 还将演示未来任务的新技术。例如，它将测试先进的通信系统，这对于与遥远的航天器保持通信至关重要。它还将测试新的机器人探索工具，用于未来月球或火星任务。
用 M2/Resilience 探索月球
日本的M2/Resilience 任务定于 2025 年 1 月发射，将向月球表面发射一个着陆器和一个微型探测车。
这项任务将研究月球土壤的成分和性质。研究人员还将进行一项水分解测试，通过从月球表面提取水，加热水并将捕获的蒸汽分解，以生产氧气和氢气。产生的这些物质可以用于支持长期的月球探索。
这项任务还将演示新技术，例如用于精确着陆的先进导航系统以及自主操作探测车的系统。这些技术对于未来的月球探索至关重要，并且可以用于火星及更远的任务。
M2/Resilience 任务是日本为国际月球探索做出贡献的更广泛努力的一部分。它建立在日本智能月球探测器 (SLIM) 任务成功的基础上，该任务于 2024 年 3 月使用精确着陆技术登陆月球。
用“天问二号”探测小行星
中国的“天问二号”任务是一项雄心勃勃的小行星采样返回和彗星探测任务。该任务计划于 2025 年 5 月发射，“天问二号”旨在从小行星带近地小行星采集样本并研究一颗彗星。这项任务将增进科学家对太阳系形成和演化的理解，并在此基础上继续中国先前月球和火星任务的成功。
该任务的第一个目标是近地小行星 469219 Kamoʻoalewa。这颗小行星是地球的准卫星，意味着它绕太阳运行但靠近地球。Kamoʻoalewa 的直径约为 40-100 米（131-328 英尺），可能是月球的一块碎片，在过去一次撞击事件中被弹出太空。
通过研究这颗小行星，科学家们希望了解早期太阳系以及塑造它的过程。航天器将使用触地采样和锚定附着技术来收集小行星表面的样本。
在收集 Kamoʻoalewa 的样本后，“天问二号”将把它们带回地球，然后前往第二个目标——位于火星和木星之间小行星带的主带彗星 311P/PANSTARRS。
通过分析彗星的物质，研究人员希望更多地了解早期太阳系的状况，以及地球上水和有机分子的可能起源。
太阳系飞掠
除了上述计划发射的任务外，一些航天机构还计划在 2025 年执行激动人心的深空飞掠任务。
飞掠（或称引力辅助）是指航天器足够近地掠过行星或月球，利用其引力进行加速。当航天器接近时，它会被行星的引力吸引，这有助于它加速。
绕行星飞掠后，航天器会被甩回太空，使它能够改变方向并继续其预定路径，同时消耗更少的燃料。
欧洲航天局 (ESA) 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 的联合任务BepiColombo将于 2025 年 1 月第六次飞掠水星。此次机动将帮助航天器在 2026 年 11 月进入绕水星轨道。BepiColombo 旨在研究水星的成分、大气和地表地质。
NASA 的“欧罗巴快帆号”任务（于 2024 年 10 月发射）将在前往木卫二的旅程中取得重大进展。2025 年 3 月，该航天器将进行一次火星飞掠。
此次机动将帮助航天器获得长途旅行所需的必要速度和轨迹。之后在 2026 年 12 月，欧罗巴快帆号将飞掠地球，利用地球的引力进一步增加动量，以便在 2030 年 4 月抵达欧罗巴。
ESA 的Hera 任务也将在 2025 年 3 月飞掠火星。Hera 是小行星撞击偏转评估 (AIDA) 合作任务的一部分，该任务计划研究 Didymos 双小行星系统。该任务将提供关于小行星偏转技术的重要数据，并为行星防御策略做出贡献。
ESA 的木星冰月探测器 (JUICE) 任务将于 2025 年 8 月进行一次金星飞掠。此次机动将帮助 JUICE 获得前往木星旅程所需的必要速度和轨迹。一旦到达，JUICE 将研究木星的冰月，以了解它们孕育生命的潜力。
NASA 的Lucy 任务将在 2025 年继续其探索木星特洛伊小行星的旅程，这些小行星与木星共享绕太阳的轨道。Lucy 的一个关键事件是它将在 2025 年 4 月 20 日飞掠内带小行星 52246 Donaldjohanson。
这次飞掠将提供关于这颗古老小行星成分和地表特征的重要数据，这有助于研究人员深入了解早期太阳系。这颗小行星以发现著名“露西”化石的古人类学家命名。
2025 年有望成为太空探索的突破性一年。随着 NASA 的宏伟任务和其他国家的重大贡献，我们将在人类对宇宙的理解方面取得显著进步。这些任务不仅将推进科学知识，还将激励子孙后代仰望星空。
免责声明：Zhenbo Wang 获得 NASA 的资助。
