俄羅斯

火箭發(fā)射創(chuàng)紀錄?月球探索不停歇

本報駐俄羅斯記者?董映璧

2023年，俄羅斯創(chuàng)下30年來連續(xù)100次火箭發(fā)射成功新紀錄。2018年10月25日至2023年2月9日，這期間是俄航空工業(yè)一個新的里程碑。俄航天集團在現(xiàn)代歷史上首次連續(xù)100次無事故火箭發(fā)射，其中46次發(fā)射在拜科努爾發(fā)射場完成，36次發(fā)射在普列謝茨克發(fā)射場完成，在東方發(fā)射場和圭亞那太空中心各發(fā)射9次。使用“聯(lián)盟”系列火箭完成了82次發(fā)射，“質(zhì)子-M”火箭11次，“安加拉”火箭4次，其余3次是使用“羅科特”運載火箭發(fā)射。

但遺憾的是，俄寄予厚望的“月球-25”號探測器未能成功在月球表面著陸。8月11日，該探測器搭乘“聯(lián)盟-2.1b”運載火箭從東方航天發(fā)射場升空，約1小時后，探測器與火箭上面級分離，開始飛往月球。但一天后，探測器的發(fā)動機在試圖進入預著陸軌道時運行了127秒，而不是84秒，導致探測器撞上月球而墜毀。

“月球-25”號是蘇聯(lián)自動星際探測器“月球”系列的延續(xù)，俄希望重啟從蘇聯(lián)時代起已中止47年的探月任務。該探測器的主要任務是完善軟著陸技術，探索月球表面，研究月球內(nèi)部結構、土壤、水資源、宇宙射線和電磁輻射對月球的影響等。

失敗不意味著放棄，俄羅斯已開啟新的模擬探月飛行。11月，6名志愿者入住俄羅斯科學院生物醫(yī)學問題研究所地面實驗裝置，開始為期一年的模擬赴月飛行實驗“SIRIUS-2”。按照實驗方案，乘組將乘坐一艘未來運輸飛船前往近地軌道，然后再“飛”4天到月球，在那里飛船將與近地軌道站“對接”。實驗過程中，參與者將必須“登”月5次，以在這種“登月”過程中評估心理相容性對在月表工作效率的影響。

美國

韋布展現(xiàn)宇宙深處大美?行星探秘拍攝火星“肖像”

本報記者?張佳欣

2023年，詹姆斯·韋布空間望遠鏡持續(xù)用“黃金眼”窺探宇宙深處，在2023年首次探測到關鍵碳分子，有助揭示生命在宇宙中如何繁衍生息；美國西北大學研究人員則通過該望遠鏡發(fā)現(xiàn)，宇宙早期的明亮星系可能是大質(zhì)量恒星形成爆發(fā)的產(chǎn)物，這種形成爆發(fā)使早期星系比人們對“宇宙黎明”的預期更亮。

包括芝加哥大學和費米國家加速器實驗室科學家在內(nèi)的研究團隊，發(fā)布了對物質(zhì)在宇宙中如何分布的迄今最精確測量結果；加州大學圣克魯茲分校天文學家觀察到了太陽系外的第一條輻射帶；密歇根州立大學研究人員探測到來自太陽的迄今最高能量的光；科學家還發(fā)現(xiàn)了一個誕生于宇宙大爆炸后僅4.7億年的黑洞的跡象，這是利用X射線發(fā)現(xiàn)的最遙遠的黑洞。

2023年，美國對行星的探索之旅仍在繼續(xù)。加州理工大學布魯斯·默里行星可視化實驗室的一個小組公布了有史以來分辨率最高的火星全球“肖像”，高達5.7萬億像素的圖像提供了火星一覽無余的黑白外觀；美國西南研究所科學家主導的團隊利用美國國家航空航天局（NASA）的“卡西尼”號探測器提供的數(shù)據(jù)，在土衛(wèi)二的海洋中檢測到生命的關鍵組成元素磷，這些磷以磷酸鹽的形式存在；NASA在木衛(wèi)二冰冷外殼下的海洋檢測到二氧化碳，這讓人們對其海洋中可能潛伏著生命更添期待；NASA首次對具有45億年歷史的小行星“貝努”上采集的樣本進行了分析，發(fā)現(xiàn)其中富含碳和水。這些證據(jù)表明，地球上生命的組成部分可能也存在于“貝努”的巖石和塵埃中；對“卡西尼”號任務數(shù)據(jù)的重新分析表明，土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二釋放的氣體羽流中包含甲醇、乙烷和氧等分子。

此外，小行星防御工作取得進展。NASA對“雙小行星重定向測試”（DART）項目的重要觀測結果將為人類積累經(jīng)驗，學習如何利用這種方法打造一個防御系統(tǒng)，防止天體對地球的潛在威脅。

法國

國際合作拓展成效明顯?高超音速武器原型首飛

本報駐法國記者?李宏策

2023年，法、意科學家攜手利用歐洲空間局望遠鏡，首次發(fā)現(xiàn)了宇宙中第一批恒星爆炸后留下的“灰燼”：3個遙遠的氣體云。氣體云的化學成分與科學家對第一批恒星爆炸的預期相匹配，這一發(fā)現(xiàn)有望幫助科學家進一步揭示宇宙第一批恒星的奧秘。

蔚藍海岸大學與巴黎天文臺團隊證明了月球具有與地球相似的流體外核和固體內(nèi)核。月球內(nèi)核的密度與地球的密度非常相似，這表明其內(nèi)核很可能是由鐵組成的。

法國斯特拉斯堡天文臺領導的國際科學團隊發(fā)現(xiàn)，位于銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*（Sgr A*）在200年前，曾在一年的時間里吞噬了其周邊過于靠近的宇宙物體，然后再次從所謂的“蘇醒”進入“休眠”狀態(tài)。

來自法國國家科學研究中心等機構的科學家發(fā)現(xiàn)了太陽系中可能普遍存在的極光機制。這一發(fā)現(xiàn)來自于水星探測器“貝皮科倫布號”首次飛越水星的數(shù)據(jù)。研究揭示了水星南部磁層的極光與地球和火星的極光相似，形成極光的過程也與地球、木星、土星和天王星上觀察到的類似。

法國“獵手”項目團隊根據(jù)歐洲系外行星特征探測衛(wèi)星“獵手”的最新觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了迄今反射率最高的系外行星LTT9779b。這個距離地球260多光年的奇怪天體反射了其主恒星80%的光，使其表面明亮如鏡。

來自美國夏威夷大學、法國巴黎薩克雷大學等機構的天文學家發(fā)現(xiàn)了首個“星系氣泡”。這是一個巨大宇宙結構，橫跨約10億光年，寬度是銀河系的1萬倍，距離銀河系僅8.2億光年。

來自法蘭西學院、艾克斯—馬賽大學、英國利茲大學的國際研究團隊測量了法國南部古樹的放射性碳水平。他們通過分析古樹年輪發(fā)現(xiàn)，14300年前放射性碳水平曾大幅上升。該放射性碳峰值是由大規(guī)模太陽風暴引起的，這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大太陽風暴。

通過分析“紫外近紅外光學北部巡天”（UNIONS）望遠鏡提供的圖像，法國參與的國際天文團隊在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一個新衛(wèi)星星系大熊座Ⅲ/UNIONS 1。研究顯示，這是銀河系迄今已知亮度最低的衛(wèi)星星系。

在空間技術方面，法國國防部裝備總局于6月首次進行了高超音速武器原型飛行試驗，該原型飛行速度超過5馬赫（6000公里/小時）。這一項目由阿麗亞娜集團主導開發(fā)，法國國家航空航天研究院共同參與。7月，阿麗亞娜5型火箭搭載一顆法國軍用通信衛(wèi)星和一顆德國實驗通信衛(wèi)星，從法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空，至此該火箭完成其第117次也是最后一次飛行任務，結束長達27年的服役生涯。

德國

空間項目獲重大進展?宇宙探索合作成果多

本報駐德國記者?李山

2023年，德國參加的歐洲空間局空間項目取得重要進展。如歐幾里得空間望遠鏡成功發(fā)射并發(fā)布首批5張全彩圖片，展示了該望遠鏡的強大觀測能力。該任務將首次系統(tǒng)研究暗物質(zhì)和暗能量對空間演化和大尺度結構的影響；木星探測器JUICE（木星冰衛(wèi)星探索者）成功發(fā)射，開始為期12年的太陽系漫游之旅。耗資17億美元的JUICE是人類史上向外太陽系發(fā)射的最強大科學探測器之一。

海德堡大學科學家使用玻色—愛因斯坦凝聚體（BEC）來模擬膨脹的宇宙及其內(nèi)部的量子場。通過改變BEC中原子的散射長度，研究小組使“宇宙”以不同的速率膨脹，并研究了聲子如何在其中引發(fā)密度波動。馬普地外物理研究所科學家還以極高精度確定了人馬座A*的超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量和半徑。德國宇航中心研究發(fā)現(xiàn)，在金星的白晝側和黑夜側都直接探測到了原子氧。該研究可支持未來探索金星的空間任務。

國際合作方面，德國科學家參與多項歐美宇宙探索合作計劃并取得諸多成果。例如詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的宇宙高清圖像，尤其是令人驚奇的環(huán)狀星云的新圖像；馬克斯·普朗克天文研究所基于中國科學院和歐洲空間局的巡天觀測數(shù)據(jù)，獲取了迄今最為精確的大樣本恒星年齡信息，并按照時間序列清晰還原了銀河系幼年和青少年時期的形成與演化圖像；德國還宣布加入平方公里陣列望遠鏡觀測（SKAO）大科學計劃。另一項德國參與的太空動物研究國際合作項目（ICARUS），啟用新型衛(wèi)星接收追蹤系統(tǒng)，接收器的信號范圍首次覆蓋全球，可探測地球上任何地方的鳥類、海洋爬行動物和陸地哺乳動物。

日本

開發(fā)新全球定位系統(tǒng)?探究近地小行星成分

本報記者?張夢然

2023年，日本最值得一提的成果是將宇宙射線碰撞產(chǎn)生的亞原子粒子，用于創(chuàng)造一種新型全球定位系統(tǒng)（GPS）。東京大學科學家展示了他們?nèi)绾卫眠@些高能粒子在建筑物內(nèi)、地下或水下深處導航。這項突破未來可用于采礦、深?？碧胶推渌鸊PS無法工作的領域。

日本研究人員參與的國際團隊從取自小行星“龍宮”的樣本中，發(fā)現(xiàn)了原始的“鹽”和多種有機硫分子。該成果有望為探索早期太陽系物質(zhì)如何存在、構成地球生命的物質(zhì)如何進化等問題提供重要線索。而日本北海道大學科學家使用新研發(fā)的小尺度分析技術，分析了“龍宮”上兩處位置的樣本，檢測到了尿嘧啶、煙酸（維生素B3）和其他被認為對合成更復雜有機分子相當重要的有機分子。研究團隊認為，這些分子可能最終導致了地球上最早生命的出現(xiàn)。

日本宇宙航空研究開發(fā)機構（JAXA）公布了13年來的第一批新宇航員候選人，從4000多名申請者中選出了一名外科醫(yī)生和一名氣候科學家。

NASA和JAXA繼續(xù)合作，計劃向太空發(fā)射首顆木制外殼衛(wèi)星，目的是讓太空飛行變得更可持續(xù)。這顆人造衛(wèi)星LignoSat約為咖啡杯大小，其外殼由木蘭木制成，將于2024年夏天發(fā)射進入地球軌道。

英國

捕獲迄今最大宇宙爆炸?行星結構研究亮點紛呈

本報記者?劉霞

2023年，英國科學家將目光投向宇宙更深處，獲得了一系列重要發(fā)現(xiàn)。

在探索宇宙方面，南安普敦大學領導的天文學家團隊捕捉到了有史以來最大的宇宙爆炸，這一事件被認為是由超大質(zhì)量黑洞吞噬的巨大氣體云引發(fā)；劍橋大學科學家借助韋布空間望遠鏡，探測到了可能是迄今最早的超新星的跡象，這一發(fā)現(xiàn)有助揭示宇宙的起源；利茲大學科學家的一項研究表明，大質(zhì)量Be星實際上可能處于“三體星”狀態(tài)，這一突破性發(fā)現(xiàn)有望徹底改變天文學家對宇宙中一些最大和最常見恒星的理解方式；基爾大學科學家領導的一個國際研究小組首次對恒星的“核燃燒階段”進行了三維模擬。

太陽系一直是天文學家的重點關注對象。帝國理工學院科學家發(fā)現(xiàn)，地球揮發(fā)性化學物質(zhì)可能擁有遙遠的起源，其中一些化學物質(zhì)構成了生命的基石。英國科學家開展的一項研究也發(fā)現(xiàn)，太陽系中最小的行星水星正變得越來越小。英國和日本科學家對穿過太陽的聲波開展的測量顯示，太陽可能比人們以前認為的要小，這一發(fā)現(xiàn)或將改變?nèi)藗儗ζ鋬?nèi)部結構和行為的理解。

韓國

第三次發(fā)射自研火箭?與美國合作更加深入

本報駐韓國記者?薛嚴

韓國自研運載火箭“世界”號于2023年5月25日第三次發(fā)射成功，繼2022年成功進行兩次試射后，此次發(fā)射首次將實用衛(wèi)星，包括一顆新一代小型衛(wèi)星二號和7顆超小型衛(wèi)星送入軌道。此次發(fā)射成功提高了國際上對韓國宇宙產(chǎn)業(yè)運載火箭制造和發(fā)射能力的信賴度，但此次發(fā)射也體現(xiàn)出目前韓國自研運載火箭技術上的局限性。“世界”號雖然搭載了8顆衛(wèi)星，但總重量僅為504公斤，遠低于第二次發(fā)射的1500公斤。此次將衛(wèi)星送入軌道的高度，也從第二次發(fā)射的距地面700公里降到550公里。

由于“世界”號運載能力有限，韓國在軍事偵查衛(wèi)星發(fā)射方面選擇加強與美國合作。當?shù)貢r間2023年12月1日，韓國首顆軍事偵察衛(wèi)星在美國加州范登堡太空軍基地搭載美國太空探索技術公司（SpaceX）“獵鷹9”號運載火箭發(fā)射并順利進入預定軌道，之后與境外地面站實現(xiàn)了首次通信。韓國國防部稱，此次發(fā)射的韓國自研偵察衛(wèi)星1號是一顆低軌衛(wèi)星，拍攝影像分辨率可達0.3米。

韓國科學技術信息通信部和NASA于2023年4月簽署旨在強化太空探索合作的聯(lián)合聲明。韓國以此為契機正式參與美國主導的載人月球探測“阿爾忒彌斯計劃”，兩國將共同發(fā)掘和細化月球探測、全球定位系統(tǒng)、太空探測等領域的合作項目。韓國政府還表示將推動成立韓版NASA——韓國宇宙航空廳（KASA），使韓美太空合作進一步鞏固。

南非

液體火箭發(fā)動機獲階段性進展?非洲大陸研制的衛(wèi)星首發(fā)成功

本報駐南非記者?馮志文

2023年，南非航空航天系統(tǒng)研究所的鳳凰探空火箭計劃和南非第一個集成火箭發(fā)動機——液體火箭發(fā)動機項目取得階段性成功。

南非還發(fā)射了世界上第一顆以農(nóng)業(yè)為重點的微型衛(wèi)星。這顆重達170公斤的微型衛(wèi)星是繼科學與創(chuàng)新部及其合作伙伴成功發(fā)射3顆本地生產(chǎn)的納米衛(wèi)星之后的再次發(fā)射，標志著完全由非洲大陸開發(fā)的衛(wèi)星首次成功發(fā)射。

南非MeerKAT團隊在射電天文學研究方面也取得了很大進展。在許多突破性的觀測中，銀河系中心區(qū)域的MeerKAT圖像首次揭示了人馬座A*周圍驚人的大規(guī)模射電氣泡，以及這些氣泡共同起源的證據(jù)。該團隊追蹤了有史以來第一次觀測到的中子星并合事件的無線電余輝，并揭示了來自恒星質(zhì)量黑洞的強大拋射。