2012年，美國(guó)航天活動(dòng)精彩不斷，不僅發(fā)射次數(shù)居世界第三，達(dá)13次，而且把“核區(qū)分光望遠(yuǎn)鏡陣列”（NuSTAR）、輻射帶風(fēng)暴探測(cè)器－A、B（RBSP－A、B）等新型衛(wèi)星送上太空，還發(fā)射了一些先進(jìn)的軍用衛(wèi)星，如首顆新一代窄帶通信衛(wèi)星“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”（MUOS－1）、第2顆“先進(jìn)極高頻”（AEHF－2）、第4顆“寬帶全球衛(wèi)星通信”（WGS－4)等軍用通信衛(wèi)星，第3顆全球定位系統(tǒng)－2F－3（GPS－2F－3）導(dǎo)航衛(wèi)星，以及多顆美國(guó)國(guó)家偵察局的衛(wèi)星。在2012年影響最大的美國(guó)航天活動(dòng)有兩個(gè)，一是2次發(fā)射“龍”飛船（Dragon capsule）與“國(guó)際空間站”（ISS）對(duì)接，它標(biāo)志著商業(yè)航天運(yùn)輸業(yè)務(wù)正式展開；二是好奇號(hào)（Curiosity）火星車在火星表面著陸。

1 人造衛(wèi)星

1月20日，美國(guó)用德爾他－4火箭成功發(fā)射了第4顆“寬帶全球衛(wèi)星通信”軍用通信衛(wèi)星。它采用X和Ka頻段，能通過雙向、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多重播放及廣播通信的方式，向作戰(zhàn)人員快速分發(fā)大量數(shù)據(jù)，用于替換國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)－3（DSCS－3），具有向全球美軍及盟軍提供網(wǎng)絡(luò)通信的功能，獲得完全的作戰(zhàn)力。該衛(wèi)星由波音公司建造，采用波音衛(wèi)星系統(tǒng)－702（BSS－702）衛(wèi)星平臺(tái)，設(shè)計(jì)壽命10～15年，數(shù)據(jù)傳輸速率2.5～3.3Gbit/s，能提供4.875GHz的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換帶寬，傳輸容量是國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)－3的10倍多，帶寬是國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)－3的12倍。與前3顆“寬帶全球衛(wèi)星通信”有所不同，第4顆“寬帶全球衛(wèi)星通信”增加了無線電旁路能力，以便支持需要額外帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率最高達(dá)到311Mbit/s的機(jī)載情報(bào)、監(jiān)視與偵察平臺(tái)，還可能裝載了激光通信系統(tǒng)，用于驗(yàn)證每顆在軌衛(wèi)星彼此間直接連通的能力。該衛(wèi)星不僅容量大大增加，能以更高數(shù)據(jù)率向作戰(zhàn)人員提供更快、更有效率的交換信息，而且運(yùn)行十分靈活，可提供其他軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)所不能提供的許多重要作戰(zhàn)特征。該系統(tǒng)現(xiàn)已成為美軍在X頻段和Ka頻段范圍的大容量通信衛(wèi)星系統(tǒng)，通過該衛(wèi)星，美軍能夠向地球幾乎每個(gè)角落快速發(fā)送大容量的信息，為軍隊(duì)提供前所未有的寬帶密集型應(yīng)用，例如：視頻流、遠(yuǎn)程會(huì)議、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和高分辨率成像。

2月24日，美國(guó)用宇宙神－5火箭成功發(fā)射了首顆新一代窄帶通信衛(wèi)星“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”。該衛(wèi)星質(zhì)量6.8t，是“宇宙神”系列火箭迄今發(fā)射的質(zhì)量最大的衛(wèi)星，在進(jìn)行6個(gè)月的測(cè)試后用于替代美國(guó)海軍現(xiàn)役的“特高頻后繼星”（UFO），能提高美軍移動(dòng)中的通信能力，使用戶不必在靜止?fàn)顟B(tài)下將天線指向衛(wèi)星，而可在通信過程中移動(dòng)到戰(zhàn)場(chǎng)任何一個(gè)地方?！耙苿?dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”由洛馬公司制造，計(jì)劃一共制造5顆星，其中1顆為備用，全部投入運(yùn)行后將首次為手持用戶終端提供超高頻衛(wèi)星通信，并為移動(dòng)中的軍方用戶提供實(shí)時(shí)話音、視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)，極大地增強(qiáng)了作戰(zhàn)人員動(dòng)中通的能力。它既兼容原有的“特高頻后繼星”終端，又可向軍隊(duì)用戶提供升級(jí)的商用第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）靜止衛(wèi)星寬帶碼分多址（WCDMA）服務(wù)，且不受天氣和環(huán)境限制，為艦艇、飛機(jī)和地面部隊(duì)提供更可靠的通信能力。其信道可用率大于97%，總數(shù)據(jù)率比“特高頻后繼星”提高了10倍，約達(dá)40Mbit/s，能最大限度地滿足未來聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)（JTRS）的所有特性。第2顆“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”計(jì)劃于2013年7月發(fā)射，此后，利用3G移動(dòng)通信技術(shù)，“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”將提供軍用話音、視頻和數(shù)據(jù)同步傳送能力。此系列衛(wèi)星預(yù)計(jì)于2015年具備完整的作戰(zhàn)能力，2025年后實(shí)現(xiàn)窄帶通信的最佳覆蓋。這個(gè)項(xiàng)目由美國(guó)海軍項(xiàng)目執(zhí)行辦公室和位于圣迭戈的通信衛(wèi)星項(xiàng)目辦公室聯(lián)合管理。

打造美國(guó)首顆新一代窄帶通信衛(wèi)星—“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”

4月2日，美國(guó)用德爾他－4火箭成功發(fā)射了美國(guó)國(guó)家偵察局（NRO）的未來成像體系－雷達(dá)－02（FIA－Rad ar－02）。據(jù)悉，該星原本名為“牽牛星”（Altair），是美國(guó)“未來成像體系項(xiàng)目”的第2顆新型雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星。該系列的首顆新型雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星于2010年9月發(fā)射，用于替換1998－2005年間發(fā)射的“長(zhǎng)曲棍球”（Lacrosse）衛(wèi)星或“縞瑪瑙”（Onyx）衛(wèi)星，具有功能多、體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)。

6月20日，美國(guó)用宇宙神－5火箭成功發(fā)射了美國(guó)國(guó)家偵察局衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)－3～7（SDS－3～7）。6月29日，美國(guó)用德爾他－4火箭成功發(fā)射了美國(guó)國(guó)家偵察局的顧問－06（Mentor－06）。前者為中繼衛(wèi)星，主要為美國(guó)偵察衛(wèi)星提供中繼服務(wù)；后者為電子偵察衛(wèi)星，主要為美國(guó)空軍獲取通信傳輸信號(hào)，尤其是微波鏈路和導(dǎo)彈遙測(cè)攔截信號(hào)。發(fā)射顧問—06衛(wèi)星的德爾他－4是目前世界上運(yùn)載能力最大的火箭，可把24t有效載荷運(yùn)送至低地球軌道，把11t有效載荷運(yùn)送至地球靜止軌道。其第一級(jí)采用了3臺(tái)新型的RS－68A發(fā)動(dòng)機(jī)，它是目前運(yùn)載能力最大的液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，由普惠公司建造，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生3.11×106N推力。

5月4日，美國(guó)用宇宙神－5火箭成功發(fā)射了第2顆“先進(jìn)極高頻”軍用通信衛(wèi)星。該衛(wèi)星由洛馬公司研制，用于取代“軍事星”（Milstar），具有更高的數(shù)據(jù)傳輸率，可向高級(jí)軍官和政府高層官員提供安全、抗干擾的通信，甚至能在核戰(zhàn)爭(zhēng)期間提供通信。單顆“先進(jìn)極高頻”衛(wèi)星比目前在軌的整個(gè)“軍事星”星座的容量還高，對(duì)獨(dú)立用戶的數(shù)據(jù)傳輸率提高5倍，可用于戰(zhàn)術(shù)軍用通信傳輸服務(wù)，如實(shí)時(shí)視頻、戰(zhàn)場(chǎng)地圖和目標(biāo)數(shù)據(jù)。8月27日，先進(jìn)極高頻－2衛(wèi)星進(jìn)入地球靜止軌道定點(diǎn)。接著，美國(guó)空軍第4太空運(yùn)行中隊(duì)開始對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行試驗(yàn)。此次試驗(yàn)不僅對(duì)先進(jìn)極高頻－2衛(wèi)星非常重要，對(duì)“軍事星”/“先進(jìn)極高頻”星座整體也很重要。2011年以來，先進(jìn)極高頻－1、2衛(wèi)星先后與“軍事星”星座交叉互聯(lián)。2012年11月14日，洛馬公司宣布，在成功完成在軌試驗(yàn)之后，該公司與美國(guó)空軍已經(jīng)將先進(jìn)極高頻－2衛(wèi)星運(yùn)行控制權(quán)轉(zhuǎn)交給范登堡空軍基地。先進(jìn)極高頻－2衛(wèi)星全面運(yùn)行后，顯著提升了軍用衛(wèi)星通信的抗毀和抗干擾能力。按照目前計(jì)劃，“先進(jìn)極高頻”星座將由4顆衛(wèi)星組成，第3顆“先進(jìn)極高頻”衛(wèi)星暫定于2013年發(fā)射。

6月13日，美國(guó)用飛馬座－XL空射火箭成功發(fā)射了“核區(qū)分光望遠(yuǎn)鏡陣列”天文衛(wèi)星。該衛(wèi)星造價(jià)約1.7億美元，是美國(guó)低成本“小型探測(cè)器項(xiàng)目”（Small Exp lorer mission）的一部分，設(shè)計(jì)壽命2年，軌道高度550km，由美國(guó)加州理工學(xué)院和噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室合作開展。該望遠(yuǎn)鏡類型近似錐形沃爾特一型望遠(yuǎn)鏡（掠射望遠(yuǎn)鏡），觀測(cè)的波段是來自天體的5～80keV的高能X射線，尤其是核光譜。它是能量超過其他X射線空間望遠(yuǎn)鏡所觀測(cè)波段中的第1個(gè)采用直接攝影的X射線空間望遠(yuǎn)鏡，具備前所未有的高空間和高光譜分辨率，能大大加深對(duì)宇宙的了解，并對(duì)現(xiàn)有的大型空間望遠(yuǎn)鏡，如“費(fèi)米”（Fermi）、“錢德拉”（Chand ra）、“哈勃”（Hubble）和“斯皮策”（Sp itzer）空間望遠(yuǎn)鏡等所獲數(shù)據(jù)提供重要補(bǔ)充。其主要科學(xué)目標(biāo)是深度探索質(zhì)量超過太陽(yáng)10億倍的黑洞，并了解粒子在活動(dòng)星系核中是如何被加速到光速的百分之幾，以及研究超新星殘骸，以了解重元素如何在超新星中形成。

“核區(qū)分光望遠(yuǎn)鏡陣列”衛(wèi)星使用獨(dú)特的技術(shù)對(duì)宇宙中最高能級(jí)的X射線進(jìn)行觀測(cè)。它包括一個(gè)10m長(zhǎng)的桅桿，在發(fā)射時(shí)呈折疊狀態(tài)安放，入軌后大約7天內(nèi)逐漸展開，以幫助探測(cè)裝置準(zhǔn)確聚焦。其探測(cè)裝置能穿透塵埃氣體云，揭示銀河系內(nèi)及遙遠(yuǎn)銀河系內(nèi)隱藏的黑洞。除了觀測(cè)黑洞和其他強(qiáng)大的噴流現(xiàn)象外，“核區(qū)分光望遠(yuǎn)鏡陣列”衛(wèi)星還用于對(duì)宇宙中其他許多高能天體展開觀測(cè)，包括超新星遺跡、致密恒星體（如白矮星，中子星）以及星系群等其他X射線源，也對(duì)太陽(yáng)大氣開展觀測(cè)，嘗試解答太陽(yáng)的大氣加熱模式問題。此前發(fā)射的“錢德拉”X射線空間望遠(yuǎn)鏡主要工作在低能X射線領(lǐng)域，而“核區(qū)分光望遠(yuǎn)鏡陣列”衛(wèi)星主要工作在高能X射線領(lǐng)域，是第1顆專注于高能X射線的空間望遠(yuǎn)鏡，其影像清晰度比觀測(cè)同光譜區(qū)的其他任何望遠(yuǎn)鏡都要高至少10倍，敏感度提高至少100倍。這樣的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合有助于回答有關(guān)宇宙的一些最基本問題。

7月5日，美國(guó)成功發(fā)射了一枚“黑雁”（Black Brant）探空火箭。它執(zhí)行了一項(xiàng)名為“太陽(yáng)紫外線磁力記錄計(jì)調(diào)查”的項(xiàng)目，用于研究太陽(yáng)色球?qū)哟艌?chǎng)。太陽(yáng)大氣從里向外分為光球?qū)?、色球?qū)雍腿彰幔驅(qū)悠骄穸燃s為2000km。盡管目前地面和太空中均部署有儀器觀測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)，但它們對(duì)觀測(cè)色球?qū)硬糠謪^(qū)域的磁場(chǎng)無能為力。在總計(jì)8min的飛行中，“黑雁”探空火箭攜帶的儀器觀測(cè)了太陽(yáng)發(fā)出的紫外線，根據(jù)紫外線通過太陽(yáng)磁場(chǎng)環(huán)境的扭曲程度，科學(xué)家可以推斷出色球?qū)哟艌?chǎng)的強(qiáng)度和方向，并繪制色球?qū)尤S磁場(chǎng)圖。探空火箭是在近地空間進(jìn)行探測(cè)和科學(xué)試驗(yàn)的火箭，比探空氣球飛得高，比低軌道衛(wèi)星飛得低，有效載荷不大，總飛行時(shí)間較短，但卻是30～200km高空的有效探測(cè)工具。

美國(guó)“核區(qū)分光望遠(yuǎn)鏡陣列”X射線高能天文衛(wèi)星

7月23日，美國(guó)用黑雁－11火箭成功發(fā)射了充氣式可再入試驗(yàn)飛行器－3（IRVE－3）。它被送入451km高的太空，20min后落入北卡羅來納州附近的大西洋中。充氣式可再入試驗(yàn)飛行器－3是可充氣式再入大氣層系列設(shè)備試驗(yàn)的第三代產(chǎn)品，也是該系列中載荷最大的設(shè)備，用于演示以高超聲速再入大氣的太空艙，可以使用一種可充氣展開的外部防熱屏來降速，并同時(shí)對(duì)太空艙提供熱防護(hù)。與此前的充氣式可再入試驗(yàn)飛行器－1、2一樣，充氣式可再入試驗(yàn)飛行器－3有一個(gè)可充氣式外殼，能夠在它以高超音速再入大氣層時(shí)為其減速并提供保護(hù)。為了測(cè)試是否有可能攜帶質(zhì)量更大的載荷穿越行星大氣層，其載荷是充氣式可再入試驗(yàn)飛行器－1、2的2倍多，同時(shí)還安裝了隔熱板，以此來測(cè)試它能否成功經(jīng)受住重新進(jìn)入大氣層的考驗(yàn)。研究小組還對(duì)它的重心作了微調(diào)，以測(cè)試這樣能否使它的動(dòng)作比前幾次試驗(yàn)更加精準(zhǔn)。它飛出了地球大氣層后，質(zhì)量達(dá)308kg的可充氣式隔熱板與運(yùn)載裝置頭錐分離，接著隔熱板充滿氮?dú)庾兂赡⒐綘?，最終穿越地球大氣層落下。充氣式可再入試驗(yàn)飛行器－3設(shè)計(jì)之初是為了探測(cè)火星上的高海拔地貌，研究小組現(xiàn)在還期望它能將地面和“國(guó)際空間站”聯(lián)系起來，從而可以運(yùn)輸垃圾和其他貨物。

8月30日，美國(guó)用宇宙神－5火箭成功發(fā)射了輻射帶風(fēng)暴探測(cè)器－A、B。這2顆衛(wèi)星由約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制，耗資5.3億美元，質(zhì)量均不到680kg，設(shè)計(jì)壽命2年，配備了相同的一套磁譜儀、等離子和粒子探測(cè)器以及電場(chǎng)傳感器，可在范艾倫輻射帶中開展探測(cè)活動(dòng)，研究該輻射帶如何形成及演化，以及當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴爆發(fā)并在太空中傳播時(shí)，是什么引起了地球周圍的輻射帶擴(kuò)大和收縮。它們運(yùn)行在橢圓形軌道，穿越范艾倫輻射帶的內(nèi)帶和外帶，可在輻射帶的不同地點(diǎn)同時(shí)采樣，并使衛(wèi)星更加經(jīng)常地通過空間天氣風(fēng)暴地區(qū)，觀測(cè)所有被束縛在那里的粒子群。衛(wèi)星上的科學(xué)儀器在60天內(nèi)陸續(xù)啟動(dòng)，用于研究范艾倫輻射帶內(nèi)的粒子如何產(chǎn)生、這些粒子在太空氣候事件中的活動(dòng)以及促使它們加速的機(jī)制，這有助于研究并最終預(yù)測(cè)范艾倫輻射帶如何應(yīng)對(duì)太陽(yáng)噴發(fā)物質(zhì)，保護(hù)地球上空的衛(wèi)星，了解太空氣候如何影響地球的通信情況。輻射帶風(fēng)暴探測(cè)器－A、B不僅可以發(fā)現(xiàn)輻射帶為什么對(duì)每一次太陽(yáng)風(fēng)暴的反應(yīng)不同，而且所收集的數(shù)據(jù)可為輻射流將于何時(shí)在地球周圍成長(zhǎng)提供預(yù)報(bào)，并在潛在的危險(xiǎn)來臨之前向衛(wèi)星操作者和航天員發(fā)出警告。范艾倫輻射帶是科學(xué)家詹姆斯·范艾倫于1958年發(fā)現(xiàn)的由高能粒子組成的輻射帶，其內(nèi)帶位于地球上空650～6300km，外帶位于地球上空10000～65000km。范艾倫輻射帶內(nèi)的高能粒子對(duì)載人航天器、衛(wèi)星等都有一定危害，其內(nèi)外層之間的縫隙則是輻射較少的安全地帶。

美國(guó)輻射帶風(fēng)暴探測(cè)器－A、B在軌飛行示意圖

9月13日，美國(guó)用宇宙神－5火箭成功發(fā)射了美國(guó)國(guó)家偵察局的海軍海洋監(jiān)視系統(tǒng)－3－6A、6B（NOSS－3－6A、6B）衛(wèi)星。除這2顆NROL－36衛(wèi)星之外，此次還發(fā)射了11顆作為二級(jí)有效載荷的“立方體星”（Cube Sat），它們運(yùn)行在近地點(diǎn)490km、遠(yuǎn)地點(diǎn)765km、傾角66.28°的軌道。目前，美國(guó)現(xiàn)役的第三代海洋監(jiān)視衛(wèi)星一般是成對(duì)發(fā)射和運(yùn)行的，此前的兩代海洋監(jiān)視衛(wèi)星采用3顆為1組運(yùn)行。這次發(fā)射是美國(guó)第三代“海洋監(jiān)視衛(wèi)星”的第6次發(fā)射。

10月4日，美國(guó)用德爾他－4火箭成功發(fā)射了第3顆GPS－2F。第1顆GPS－2F于2010年5月發(fā)射，第2顆GPS－2F于2011年7月發(fā)射。美國(guó)計(jì)劃一共發(fā)射12顆GPS－2F。GPS－2F采用了改進(jìn)的原子鐘技術(shù)和更安全且抗干擾的軍用信號(hào)。不算第3顆GPS－2F，GPS星座目前正在運(yùn)行的衛(wèi)星共計(jì)有31顆，其中包括10顆GPS－2A（波音公司制造）、12顆GPS－2R（洛馬公司制造）、7顆GPS－2RM（洛馬公司制造）和2顆GPS－2F（波音公司制造）。第3顆GPS－2F在軌測(cè)試完成之后，用于替代1993年7月開始服役（1993年6月26日發(fā)射）的第21顆GPS－2A-21（國(guó)際編號(hào)1993042A）。

目前，第3顆GPS－2F已完成了在軌監(jiān)測(cè)，GPS星座為軍方和民用用戶提供增強(qiáng)的性能。該衛(wèi)星被命名為SVN－65，空軍用22天完成了對(duì)SVN－65的檢驗(yàn)，順利進(jìn)入運(yùn)行階段，與第1顆和第2顆GPS－2F一同加強(qiáng)星座能力，改善抗干擾能力并提高導(dǎo)航精確度。3顆GPS－2F衛(wèi)星意味著運(yùn)營(yíng)商能更加全面地試驗(yàn)新的第3個(gè)民用信道L5，該信道可為商業(yè)航線運(yùn)行和搜救任務(wù)提供支持。除已發(fā)射的3顆GPS－2F衛(wèi)星以外，剩余的9顆GPS－2F即將交付，其中6顆已在2012年底前制造完成，剩余3顆在2013年交付。

美國(guó)波音公司裝配GPS－2F導(dǎo)航衛(wèi)星

10月4日，“國(guó)際空間站”上的航天員向艙外釋放了5顆“立方體衛(wèi)星”，這是首次使用“國(guó)際空間站”機(jī)械臂釋放小衛(wèi)星。在這5顆小衛(wèi)星中，有3顆由日本制造，另外2顆由美國(guó)制造。與直接由火箭發(fā)射相比，從“國(guó)際空間站”上釋放小衛(wèi)星振動(dòng)動(dòng)更小，有助于降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本。這5顆小衛(wèi)星被釋放入軌后執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)，包括對(duì)地成像和利用高功率發(fā)光二級(jí)管向地面發(fā)送摩斯密碼信號(hào)。

10月7日，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（Sp ac e X）的獵鷹－9火箭在發(fā)射“龍”飛船和首顆第二代“軌道通信”（OG－2）試驗(yàn)衛(wèi)星時(shí)，因火箭的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)在升空后1min19s時(shí)突然關(guān)閉，結(jié)果導(dǎo)致衛(wèi)星遠(yuǎn)未達(dá)到750km高的預(yù)定軌道，最終在地球大氣層中完全燒毀。軌道通信－2衛(wèi)星墜毀前完成了一些試驗(yàn)任務(wù)，包括展開衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼和通信天線。不過，獵鷹－9火箭最終還是完成了首要任務(wù)，將“龍”飛船送入預(yù)定軌道。軌道通信－2衛(wèi)星星座由18顆衛(wèi)星組成，在2013年中期，軌道通信公司（ORBCOMM）計(jì)劃使用獵鷹－9火箭發(fā)射8顆軌道通信－2衛(wèi)星，其余衛(wèi)星有望在2014年也搭乘獵鷹－9火箭升空。這些衛(wèi)星將被部署在最有利于增強(qiáng)軌道通信－2衛(wèi)星信息服務(wù)覆蓋的軌道位置。獵鷹－9火箭的第一級(jí)裝有9臺(tái)隼－1C液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。在10月7日的發(fā)射中，這9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)工作時(shí)間為3min，但由于其中1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行79s時(shí)關(guān)機(jī)，結(jié)果導(dǎo)致另外8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)多工作了近30s以彌補(bǔ)推力損失。獵鷹－9的第二級(jí)采用1臺(tái)真空性能經(jīng)過優(yōu)化的“隼”發(fā)動(dòng)機(jī)。由于第一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，所以第二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間也被延長(zhǎng)了，耗費(fèi)了更多推進(jìn)劑，“龍”飛船的部署時(shí)間比計(jì)劃時(shí)間晚了38s，并影響了衛(wèi)星的施放。在發(fā)射歷史上，美國(guó)土星－5火箭曾2次在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)仍把“阿波羅”載人登月飛船送入預(yù)定軌道，航天飛機(jī)在1985年的一次飛行中發(fā)動(dòng)機(jī)提前關(guān)機(jī)，但仍然安全入軌并完成了任務(wù)。

10月8日，太空探索技術(shù)公司發(fā)表聲明稱，出故障的發(fā)動(dòng)機(jī)本身并未發(fā)生爆炸，因?yàn)槿阅苁盏皆摪l(fā)動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)壓力釋放，結(jié)果導(dǎo)致其保護(hù)罩破裂，但其他8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)沒有因此受到影響。據(jù)美國(guó)航天新聞網(wǎng)2012年12月12日?qǐng)?bào)道，太空探索技術(shù)公司宣布，在與美國(guó)航空航天局的密切合作下，已查明10月7日獵鷹－9火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的原因，不過公司在與客戶充分溝通和達(dá)成一致前，將不會(huì)公布調(diào)查結(jié)果。目前，太空探索技術(shù)公司已簽訂了40億美元的發(fā)射合同，其中60%為商業(yè)有效載荷，40%為政府有效載荷。2013年，太空探索技術(shù)公司將至少進(jìn)行7次發(fā)射。在未來的發(fā)射中，獵鷹－9火箭將使用功率更大的隼－1D發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)也將根據(jù)任務(wù)需要采用更大直徑的整流罩（5.2m，獵鷹－9火箭目前使用的整流罩直徑為3.6m）。

10月底，美國(guó)航空航天局（NASA）與歐洲航天局（ESA）用空間站上的設(shè)備測(cè)試了一個(gè)行星際互聯(lián)網(wǎng)信道，它可能在未來某一天能實(shí)現(xiàn)從軌道控制行星表面的設(shè)備?！皣?guó)際空間站”第33長(zhǎng)期考察組女航天員威廉斯利用美國(guó)實(shí)驗(yàn)性中斷容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（DTN），遠(yuǎn)程控制了一個(gè)位于德國(guó)的歐洲太空操作中心的一個(gè)小型“樂高”（LEGO）機(jī)器人。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)還模擬控制了另一顆星球表面上運(yùn)行的機(jī)械漫游車，顯示了使用一個(gè)新通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)從地球軌道航天器向另一顆星球表面機(jī)器人發(fā)送指令，并接受圖像和數(shù)據(jù)返回至機(jī)器人的可行性。美國(guó)航空航天局副局長(zhǎng)表示，DTN今后有望使航天員在火星軌道器上操控火星表面的機(jī)器人，或者從地球上使用軌道衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行操控。DTN是一項(xiàng)新技術(shù)，其設(shè)計(jì)可確保遠(yuǎn)程標(biāo)準(zhǔn)通信。該協(xié)議結(jié)構(gòu)內(nèi)核是包協(xié)議（BP），類似于地球上因特網(wǎng)的內(nèi)核IP協(xié)議。DTN提供了類似于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化通信，它不同于全球互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的TCP/IP協(xié)議，旨在處理行星際通信期間可能突發(fā)的信號(hào)斷開、錯(cuò)誤和延遲。在DTN中，數(shù)據(jù)通過“跳到跳”（hop-by-hop）進(jìn)行傳輸。在等待下個(gè)聯(lián)接接通時(shí)，聚束層數(shù)據(jù)包（bund le）得到緩存，然后在聯(lián)接接通后轉(zhuǎn)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。DTN首次成功的實(shí)驗(yàn)是2008年11月進(jìn)行的，美國(guó)成功地向“深度撞擊”（Deep Impact）探測(cè)器傳輸了約12張圖像，探測(cè)器當(dāng)時(shí)距地3.2×107km。

美國(guó)第二代“軌道通信”試驗(yàn)通信衛(wèi)星

2 載人航天

3月24日，為躲避空間碎片可能造成的威脅，“國(guó)際空間站”上6名航天員進(jìn)入“聯(lián)盟”系列飛船進(jìn)行了30min的緊急避險(xiǎn)。3月23日上午，美國(guó)休斯頓飛行控制中心發(fā)布報(bào)告，編號(hào)為“空間目標(biāo)36546”的碎片將在3月24日02：38到達(dá)距離“國(guó)際空間站”最近的位置。由于距離最接近時(shí)刻（TCA，即碎片最接近空間站的時(shí)刻）只有14h，因此“國(guó)際空間站”不足以執(zhí)行軌道碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)程序（DMA）。當(dāng)時(shí)，由于缺乏足夠的跟蹤數(shù)據(jù)，預(yù)警級(jí)別只達(dá)到了黃色，尚未到達(dá)“任務(wù)控制中心要求航天員進(jìn)入聯(lián)盟飛船避難”的紅色預(yù)警級(jí)別。為防備萬(wàn)一，美國(guó)航空航天局飛行部主任還是決定要求空間站航天員進(jìn)入“聯(lián)盟” 系列飛船避險(xiǎn)。3月23日23：30，航天員們被叫醒開始準(zhǔn)備。24日02：00，6名航天員分別躲進(jìn)聯(lián)盟TMA－22、03M飛船。約30min后，碎片從距離“國(guó)際空間站”11～14km處飛過，并未對(duì)“國(guó)際空間站”產(chǎn)生影響。隨后，航天員安全離開“聯(lián)盟”系列飛船，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這是“國(guó)際空間站”歷史上第3次航天員為躲避空間碎片而進(jìn)入“聯(lián)盟”系列飛船，前2次分別發(fā)生在2009年3月12日和2011年6月28日。據(jù)報(bào)道，此次威脅“國(guó)際空間站”的碎片產(chǎn)生于2009年2月10日美俄衛(wèi)星相撞事故。在那次事故中，產(chǎn)生了2000個(gè)可編目追蹤的空間碎片。

5月15日，美俄3名航天員搭乘聯(lián)盟 TMA－04M載人飛船前往“國(guó)際空間站”。他們于5月17日與“國(guó)際空間站”對(duì)接。接著，飛船里的3名航天員—美國(guó)的約瑟夫·阿卡巴（Josep h Ac aba）和俄羅斯的根納季·帕達(dá)爾卡（Gennady Padalka）、謝爾蓋·列溫（Sergei Revin），與2011年登天的美國(guó)航天員唐納德·佩蒂特（Don Pettit）、荷蘭航天員安德烈·凱珀斯（Andre Kuipers）和俄羅斯航天員奧列格·科諾年科（Oleg Kononenko）在站內(nèi)會(huì)合。他們計(jì)劃在太空完成近40項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，其中包括8項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)。

5月22日，美國(guó)用獵鷹－9火箭成功發(fā)射了“龍”飛船，向“國(guó)際空間站”運(yùn)送約500kg貨物，并運(yùn)回約660kg貨物。由于此次飛行是“龍”飛船一次試驗(yàn)性飛行，所以飛船上沒有特別重要的設(shè)備。在飛行中，“龍”飛船執(zhí)行了一系列的系統(tǒng)校驗(yàn)檢測(cè)程序，其中包括對(duì)與“國(guó)際空間站”交會(huì)對(duì)接的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)。5月25日，在航天員佩蒂特和凱珀斯的操控下，“國(guó)際空間站”伸出了17m長(zhǎng)的加拿大機(jī)械臂－2（Canad arm－2）抓住“龍”飛船，大約2h后，“龍”飛船與“國(guó)際空間站”和諧號(hào)（Harmony）節(jié)點(diǎn)艙對(duì)接在一起。這是商業(yè)飛船首次與空間站對(duì)接。5月26日，美俄各1名航天員佩戴防護(hù)面具和護(hù)目鏡進(jìn)入體積約有10m3的“龍”飛船內(nèi)，感覺該飛船“聞起來就像一輛新車”，比俄羅斯飛船寬敞，有足夠的空間運(yùn)送航天員往返太空。在空間站和飛船內(nèi)的空氣自然混合后，這2位航天員隨即卸下防護(hù)裝備。5月28日，航天員開始卸載“龍”飛船上的貨物，包括衣物、食品以及15項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備和物品，大部分作業(yè)由空間站上的6名航天員中的3人完成。

5月15日上天的美國(guó)航天員阿卡巴

5月31日，“國(guó)際空間站”航天員操縱機(jī)械臂，讓“龍”飛船脫離空間站，然后通過3次點(diǎn)火返回地面，并把空間站內(nèi)不再需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)回來?！褒垺憋w船墜入到預(yù)定的太平洋海域后，由已在那里等待的3艘美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)船只回收送至洛杉磯港。這標(biāo)志著首次由私營(yíng)商業(yè)公司為“國(guó)際空間站”運(yùn)送補(bǔ)給的任務(wù)成功結(jié)束，預(yù)示著美國(guó)商業(yè)航天運(yùn)輸新時(shí)代的到來。回收后，“龍”飛船被運(yùn)往太空探索技術(shù)公司位于得克薩斯州的工廠進(jìn)行檢測(cè)并卸貨，其中一些高價(jià)值試驗(yàn)載荷在48h內(nèi)送交美國(guó)航空航天局。“龍”飛船未來將放棄在水上濺落返回技術(shù)，而通過推進(jìn)器進(jìn)行地面著陸。此次任務(wù)成功后，美國(guó)航空航天局認(rèn)可了“龍”飛船的可靠性，與太空探索技術(shù)公司簽署了價(jià)值16億美元的合同，即向“國(guó)際空間站”發(fā)射12艘“龍”貨運(yùn)飛船。

“龍”飛船的名字來自于美國(guó)民謠歌曲《神龍帕夫》。美國(guó)政府問責(zé)局的一項(xiàng)分析表明，類似的計(jì)劃如果按美國(guó)航空航天局的傳統(tǒng)模式進(jìn)行采購(gòu)，成本將比現(xiàn)在高出4～10倍。研制“龍”飛船是美國(guó)航空航天局“商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)”（COTS）計(jì)劃的一部分，旨在鼓勵(lì)私營(yíng)企業(yè)參與航天任務(wù)，提供更加經(jīng)濟(jì)合理的發(fā)射解決方案。“龍”飛船的發(fā)射成本要比政府主導(dǎo)的低得多，發(fā)射“龍”飛船的獵鷹－9火箭售價(jià)僅6000萬(wàn)美元，是傳統(tǒng)政府承包商要價(jià)的1/3。

7月15日，俄羅斯用聯(lián)盟－FG火箭成功發(fā)射了聯(lián)盟 TMA－05M載人飛船。該飛船載有美國(guó)女航天員蘇尼特·威廉斯（Sunita Williams）、俄羅斯航天員尤里·馬連琴科（Yuri Malenchenk）和日本航天員星出彰彥（Akihiko Hoshid e）。7月17日，聯(lián)盟TMA－05M與“國(guó)際空間站”成功對(duì)接。

8月30日，美國(guó)女航天員威廉斯和日本航天員星出彰彥出艙作業(yè)。此前，威廉斯進(jìn)行過4次太空行走，而彰彥則是首次出艙。他們的主要任務(wù)是更換空間站外在2011年秋出現(xiàn)故障的“總線切換裝置”（MBSU）和運(yùn)行電纜。威廉斯先成功連接了2條電纜線，為未來俄羅斯新實(shí)驗(yàn)艙的到來做準(zhǔn)備。接著，他們順利卸下了效率降低的“總線切換裝置”，但在將新的“總線切換裝置”安裝在桁架上時(shí)遇到了困難，終未成功。此后，原定更換加拿大機(jī)械臂－2上攝像機(jī)的任務(wù)也沒有時(shí)間完成了。

美國(guó)女航天員威廉斯出艙作業(yè)

9月5日，美國(guó)航天員威廉斯和日本航天員星出彰彥再次出艙作業(yè)。他們先用壓縮氮?dú)獯底吡斯潭變?nèi)的金屬屑，再用“牙刷”把固定孔刷干凈，接著又用浸透潤(rùn)滑油的布擦拭，隨后安裝上了新的“總線切換裝置”。威廉斯和星出彰彥還為空間站加拿大機(jī)械臂－2更換了一臺(tái)攝像機(jī)。當(dāng)天出艙作業(yè)總計(jì)6h28min，這不僅是威廉斯第6次太空行走，也使她因而成為累計(jì)太空行走時(shí)間最長(zhǎng)的女航天員。世界上單次太空行走時(shí)間最長(zhǎng)的紀(jì)錄是由美國(guó)女航天員蘇珊·赫爾姆斯（Susan J. Helms）和男航天員詹姆斯·沃斯（James S.Voss）在2001年共同創(chuàng)造的，時(shí)間是8h56min。

10月7日，美國(guó)用獵鷹－9火箭成功發(fā)射了“龍”飛船。它向“國(guó)際空間站”運(yùn)送了454kg貨物，包括第33長(zhǎng)期考察組執(zhí)守期間實(shí)施166項(xiàng)計(jì)劃科研項(xiàng)目的設(shè)備和補(bǔ)給，以及一個(gè)裝有冰激凌的冰箱。其中的63項(xiàng)為新的科研項(xiàng)目，23項(xiàng)微重力學(xué)生實(shí)驗(yàn)是從7000名學(xué)生提出的近2000項(xiàng)實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)中脫穎而出的，通過這些實(shí)驗(yàn)可以研究微重力對(duì)物理、化學(xué)以及生理系統(tǒng)的影響。

雖然在發(fā)射過程中，火箭第一級(jí)的1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)因故障產(chǎn)生了停機(jī)，但其他8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)償了這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)所造成的推力損失，把“龍”飛船精準(zhǔn)地送到了預(yù)定的軌道上。該飛船于10月10日與“國(guó)際空間站”成功對(duì)接，成為首艘向“國(guó)際空間站”正式運(yùn)送補(bǔ)給物資的商業(yè)飛船。

10月14日，美國(guó)航空航天局“國(guó)際空間站”項(xiàng)目經(jīng)理向美國(guó)航空航天局咨詢委員會(huì)的載人探索與運(yùn)行委員會(huì)報(bào)告了“龍”飛船發(fā)射時(shí)遇到的故障情況。報(bào)告顯示，除了獵鷹－9發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障外，“龍”飛船運(yùn)行中還有其他故障存在。與“國(guó)際空間站”對(duì)接后，“龍”飛船上3臺(tái)計(jì)算機(jī)中的1臺(tái)出現(xiàn)故障。出故障的計(jì)算機(jī)可能受到一種可疑射線影響，未能與其他2臺(tái)建立同步，盡管可以重啟，但無法實(shí)現(xiàn)再同步。受輻射影響，“龍”飛船還出現(xiàn)了其他一些異常，但均通過電循環(huán)進(jìn)行了恢復(fù)。研制“龍”飛船的太空探索技術(shù)公司正在考慮是否用“防輻射部件”代替，但是防輻射計(jì)算機(jī)盡管價(jià)格并不昂貴，但運(yùn)算速度慢。除非成本過高，太空探索技術(shù)公司將可能采用防輻射計(jì)算機(jī)。

10月23日，俄羅斯用聯(lián)盟－FG火箭成功發(fā)射了聯(lián)盟 TMA－06M載人飛船。該飛船載有“國(guó)際空間站”第33期長(zhǎng)期考察組的美國(guó)航天員凱文·福特（Kevin A. Ford）和俄羅斯航天員奧列格·諾維茨基（Oleg Novitskiy）、葉夫根尼·塔列爾金（Evgeny Tarelkin），他們將在空間站工作5個(gè)多月。

10月28日，“龍”飛船與“國(guó)際空間站”分離，并把“國(guó)際空間站”上的393kg科學(xué)物資，包括人體健康、生物技術(shù)、材料科學(xué)研究以及教育研究的研究樣本和大約235kg空間站硬件設(shè)備帶回地球，其中有500份航天員的血液和尿液標(biāo)本，有些已在空間站的冰箱內(nèi)儲(chǔ)存了1年多。俄羅斯、歐洲和日本的貨運(yùn)飛船，以及2013年首次試射的“天鵝座”飛船都在返回大氣層時(shí)燒毀，而“龍”飛船是目前唯一能從空間站安全返回地球的貨運(yùn)飛船。

美國(guó)航空航天局認(rèn)為，盡管再補(bǔ)給很重要，但對(duì)于研究機(jī)構(gòu)來說，將科學(xué)樣本帶回的能力也很重要。返回能力的提高可極大地增加科學(xué)研究項(xiàng)目的數(shù)量，能把科學(xué)樣本及時(shí)地帶回地面進(jìn)行分析。通常空間站產(chǎn)生的科學(xué)樣本都被儲(chǔ)存在冷藏設(shè)備中等待飛船將之運(yùn)回，“龍”飛船增加返回?cái)y帶能力之后，能騰出更多的在軌空間存儲(chǔ)新的樣本并繼續(xù)進(jìn)行研究。

“營(yíng)養(yǎng)”（Nutrition）、Pro-K、長(zhǎng)效藥物（Repository）和雙磷酸鹽類（Biosphosphonates）的研究樣本隨“龍”飛船返回后，為相關(guān)研究人員提供了更多的數(shù)據(jù)。這4項(xiàng)研究涵蓋了對(duì)長(zhǎng)期微重力環(huán)境暴露下人體改變的研究，其中包括骨骼健康、血液化學(xué)和激素變化，以及氧化損害和人體生理學(xué)改變和調(diào)節(jié)。來自這些研究的信息有助于確定對(duì)抗這些改變的方法，同時(shí)可以為未來探索任務(wù)確定營(yíng)養(yǎng)學(xué)需求、開發(fā)食品系統(tǒng)。以前類似的研究和從中得到的數(shù)據(jù)，加上這些研究前期階段獲得的新信息，可以使長(zhǎng)期的飛行航天員和處于相同健康狀況的地球人群受益。

美國(guó)商用“龍”飛船墜入到預(yù)定的太平洋海域

返回樣本中另一項(xiàng)研究是“植物信號(hào)”（Plant Signaling），研究?jī)?nèi)容涉及到微重力如何影響植物生長(zhǎng)。其目的是理解植物用來感知環(huán)境并做出反應(yīng)的分子機(jī)制，該研究對(duì)于具有受控生態(tài)系統(tǒng)的未來任務(wù)非常重要；另一個(gè)益處是通過對(duì)植物生長(zhǎng)更好的理解，改善地球上農(nóng)作物的種植。

“能量”（ENERGY）項(xiàng)目是對(duì)航天員長(zhǎng)期航天飛行的能量需求進(jìn)行研究，測(cè)量乘組成員在長(zhǎng)期飛行之后能量平衡的改變。從幾位被試者得到的返回樣本將有助于研究微重力環(huán)境下的能量消耗，從而更好地了解長(zhǎng)期太空停留的營(yíng)養(yǎng)需求。

“龍”飛船帶回的還包括青少年研究項(xiàng)目，視頻網(wǎng)站（You Tube）“空間實(shí)驗(yàn)室競(jìng)賽”的獲勝者可得到他們帶入太空的研究樣本。這些年輕的科學(xué)家設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是了解微重力如何影響跳蛛的食肉習(xí)性，以及微重力對(duì)枯草芽孢桿菌抗真菌屬性的影響。

由全美多所高校學(xué)生參與的23項(xiàng)研究，也隨“龍”飛船運(yùn)送到太空并帶回地面。這些學(xué)生的研究項(xiàng)目是“學(xué)生航天飛行實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”（SSEP）的一部分。該計(jì)劃給學(xué)生提供了機(jī)會(huì)，可設(shè)計(jì)微重力下物理、化學(xué)和生物學(xué)方面的研究項(xiàng)目。隨“龍”飛船進(jìn)入空間站的其他新的研究項(xiàng)目還包括白色假絲酵母研究Mirco－6等。

隨著“龍”飛船增加的貨運(yùn)能力，美國(guó)航空航天局及其國(guó)際伙伴以及私人企業(yè)、高校及研究所的研究人員能夠及時(shí)地得到更多的科學(xué)樣本，完成其分析研究。這并不僅僅能夠增加在軌實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)量，還可以更快地得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并可能會(huì)獲得更重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

降落到太平洋后，“龍”飛船上的1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和3臺(tái)冷卻泵都出現(xiàn)了故障；降落后3h，儲(chǔ)存樣品的冰柜內(nèi)部溫度回升至－65℃（標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為－95℃），從而導(dǎo)致攜帶返回的實(shí)驗(yàn)樣品損壞。研制“龍”飛船的太空探索技術(shù)公司表示，將在3年內(nèi)完成對(duì)“龍”飛船的升級(jí)改造，以使其具有載7人的能力?！褒垺憋w船高6.1m，直徑3.6m，容積44m3，載貨6t。

10月31日，美國(guó)命令“國(guó)際空間站”改變位置，躲避3年前因一顆通信衛(wèi)星被毀后留下的碎片。俄羅斯貨運(yùn)飛船本應(yīng)該點(diǎn)火幫助空間站變軌，但因計(jì)算機(jī)錯(cuò)誤導(dǎo)致推進(jìn)器發(fā)生故障，結(jié)果空間站沒能達(dá)到預(yù)定位置。但美國(guó)稱，空間站沒有與太空垃圾發(fā)生碰撞，上面的6名航天員都很安全。

隨后不久，“國(guó)際空間站”美國(guó)女航天員威廉斯與日本航天員星出彰彥第3次出艙，目的是拆除一個(gè)可能損壞的散熱器，以確認(rèn)它是否是液態(tài)氨泄漏的源頭，并安裝上新的散熱器。工程師們認(rèn)為，曾有空間碎片刺穿了散熱器或其他冷卻設(shè)備導(dǎo)致液態(tài)氨泄漏；另一種可能是工作了12年的設(shè)備已經(jīng)老化破裂。散熱器用于排放空間站內(nèi)電子設(shè)備散發(fā)的熱量。

11月，“國(guó)際空間站”實(shí)施了2次機(jī)器人燃料加注任務(wù)（RRM）：11月14日－16日首次嘗試機(jī)器人再加燃料任務(wù)；11月28日－29日又進(jìn)行了1次機(jī)器人再加燃料任務(wù)操作。此前的3月，“國(guó)際空間站”曾執(zhí)行首次機(jī)器人再加燃料任務(wù)演示驗(yàn)證，切開了固定在空間站外部的模擬衛(wèi)星的安全導(dǎo)線，并對(duì)模擬衛(wèi)星進(jìn)行晝夜在軌拍照，以便觀察。6月，機(jī)器人執(zhí)行了燃?xì)庠O(shè)備拆除任務(wù)，美國(guó)約翰遜航天中心遙控“德克斯特”（Dextre）機(jī)器人，利用機(jī)器人燃料加注任務(wù)多功能工具執(zhí)行維修任務(wù)，拆除了相關(guān)設(shè)備。這種燃?xì)庠O(shè)備的功能是在航天器發(fā)射前，為其加注各種液體和氣體燃料。

12月16日，“國(guó)際空間站”進(jìn)行了一次軌道調(diào)整，軌道高度提升了2.5km。目的是對(duì)一項(xiàng)新的空間碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)為12月19日發(fā)射升空的聯(lián)盟 TMA－07M載人飛船對(duì)接創(chuàng)造條件。新的規(guī)避機(jī)動(dòng)系統(tǒng)被稱為“前定碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)”（PDAM），用于處理當(dāng)探測(cè)到的危險(xiǎn)碎片預(yù)警時(shí)間很少、短至只有3h就到達(dá)空間站的情況。此前，“國(guó)際空間站”一直采用的是“確定碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)”（DAM），該系統(tǒng)只能在碎片與空間站最接近時(shí)刻（TCA）前23.5h發(fā)揮作用?！扒岸ㄋ槠?guī)避機(jī)動(dòng)”能在碎片與空間站最接近時(shí)刻到來前3h發(fā)揮作用，將極大增強(qiáng)“國(guó)際空間站”的空間碎片規(guī)避能力。此次軌道緊急避險(xiǎn)機(jī)動(dòng)由?？吭趪?guó)際空間站上的“進(jìn)步”系列貨運(yùn)飛船執(zhí)行。使用“前定碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)”，“進(jìn)步”系列貨運(yùn)飛船發(fā)動(dòng)機(jī)能夠至少在遭遇空間碎片近距離威脅前140min啟動(dòng)點(diǎn)火，進(jìn)行規(guī)避。此次規(guī)避機(jī)動(dòng)的目標(biāo)是編號(hào)為26417的一片“阿里安”火箭的碎片。美國(guó)航空航天局表示，盡管此次“前定碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)”試驗(yàn)非常成功，但在接收正式指令前，仍會(huì)沿用標(biāo)準(zhǔn)的“確定碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)”程序。為了確保安全，在聯(lián)盟 TMA－07M發(fā)射前12h，空間站再執(zhí)行一次“確定碎片規(guī)避機(jī)動(dòng)”點(diǎn)火機(jī)動(dòng)，并加強(qiáng)對(duì)該碎片的監(jiān)控，以確保與聯(lián)盟 TMA－07M載人飛船的順利對(duì)接。

12月19日，俄羅斯用聯(lián)盟－FG火箭成功發(fā)射了聯(lián)盟 TMA－07M載人飛船。該飛船載有“國(guó)際空間站”第34期長(zhǎng)期考察組的美國(guó)航天員托馬斯·馬什伯恩（Thomas Marshburn）、俄羅斯航天員羅曼·羅曼年科（Roman Romanenko）、加拿大航天員克里斯·哈德菲爾德（Chris Had field）。他們將在空間站工作147個(gè)晝夜。

2012年，美國(guó)載人航天也有2個(gè)巨大損失：7月23日，美國(guó)首名女航天員薩利·賴德（Sally Rid e）病世，終年61歲；8月25日，世界首位登月的美國(guó)航天員美國(guó)人尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）病逝世，享年82歲。

3 空間探測(cè)

1月1日，美國(guó)圣杯－A、B[GRAIL－A、B，后改名為“潮起”（Flow）和“潮落”（Ebb），這是2012年1月在一個(gè)命名競(jìng)賽中獲得的名字]抵達(dá)月球上方既定軌道。接下來，美國(guó)對(duì)這2個(gè)月球探測(cè)器的軌道進(jìn)行了調(diào)整，使其達(dá)到最佳位置。它們能通過傳輸無線電信號(hào)精確確定彼此間的距離。當(dāng)它們飛越不同的月球重力場(chǎng)時(shí)，兩者之間的距離會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的變化。科學(xué)家將依據(jù)這些信息繪制高分辨率的月球重力場(chǎng)分布圖。3月，這對(duì)姊妹月球探測(cè)器開始合作探測(cè)月球重力，使科學(xué)家對(duì)月球內(nèi)部構(gòu)造就會(huì)有一個(gè)初步的了解。這次任務(wù)可回答曾經(jīng)是否有第二個(gè)月球、現(xiàn)在的月球?yàn)槭裁从腥绱似婀值男螤畹葐栴}，使人類對(duì)月球有更多的了解，同時(shí)幫人類進(jìn)一步掌握地球的演變史?！笆ケ笔鞘状芜M(jìn)行月心之旅的探測(cè)器，可幫助研究人員更好地了解月球的不對(duì)稱現(xiàn)象以及月球形成的原因。

圣杯－A、B在距離月球表面大約55km的位置繞行，偶爾“下降”至23km處對(duì)月球進(jìn)行觀察?！笆ケ笔鞘讉€(gè)專門研究月球重力的探測(cè)項(xiàng)目。根據(jù)這2個(gè)探測(cè)器的數(shù)據(jù)，科學(xué)家繪制了迄今最精確的月球重力場(chǎng)圖，它使科研人員更詳細(xì)地研究了月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其成分。

12月17日，圣杯－A、B在受控狀態(tài)下撞擊了月球表面，這是由于這2個(gè)月球軌道器的燃料即將耗盡。撞擊點(diǎn)被命名為薩莉·賴德，以此紀(jì)念美國(guó)首名女性航天員。12月14日，圣杯－A、B收到指令，下降至一個(gè)較低軌道，準(zhǔn)備對(duì)月球北極戈?duì)柕率┟芴丨h(huán)形山附近進(jìn)行撞擊。它們編隊(duì)飛行，分別在太平洋標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間02：28和02：29，先后以1.7km/s的速度撞擊了月球表面，其科學(xué)探索任務(wù)就此終結(jié)。撞擊前55min，探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，直至燃料耗盡。地面科學(xué)家精確計(jì)算出了它們墜毀前貯箱內(nèi)剩余的燃料容量，進(jìn)而修正燃料消耗計(jì)算模型，為未來的探月任務(wù)做準(zhǔn)備。由于該地背光處于陰影地帶，所以從地球上無法拍攝到它們撞擊過程的視頻圖像。撞擊坑的尺寸需要美國(guó)“月球勘測(cè)軌道器”傳回圖片后才能確定。

“國(guó)際空間站”上的“德克斯特”機(jī)器人執(zhí)行燃料加注任務(wù)

美國(guó)夢(mèng)神號(hào)試驗(yàn)性月球登陸器從空中墜落并起火發(fā)生爆炸

圣杯－A、B于2011年9月11日發(fā)射，隨后它們就各自朝著目的地獨(dú)立飛行。一些學(xué)校組織學(xué)生密切關(guān)注了這次總造價(jià)4.96億美元的月球探測(cè)任務(wù)，因?yàn)橥ㄟ^美國(guó)首位女航天員賴德的不懈努力，美國(guó)中學(xué)生能挑選該探測(cè)器拍攝的月面圖像。每個(gè)“圣杯”能拍攝115000多張?jiān)卤碚掌?，這些照片可用于學(xué)生學(xué)習(xí)和研究。這也是美國(guó)航空航天局?jǐn)y帶專用相機(jī)執(zhí)行全面的教育和公共服務(wù)的首個(gè)行星任務(wù)。（詳情請(qǐng)看本刊2011年第10期）

8月9日，美國(guó)發(fā)射夢(mèng)神號(hào)（Morpheus）試驗(yàn)性月球登陸器。不過，發(fā)射不久，夢(mèng)神號(hào)就從空中墜落并起火發(fā)生爆炸，索性沒有造成人員傷亡。事故可能由油箱出現(xiàn)裂縫所致。夢(mèng)神號(hào)質(zhì)量794kg，采用液氧和甲烷提供動(dòng)力，因?yàn)檫@種燃料被認(rèn)為更安全、更便宜，在太空存儲(chǔ)的時(shí)間也更長(zhǎng)。不過，夢(mèng)神號(hào)墜毀似乎證明事實(shí)并非如此，為此，美國(guó)需要對(duì)這種混合氣體進(jìn)行再次評(píng)估了。

夢(mèng)神號(hào)是美國(guó)航空航天局與犰狳宇航公司的一項(xiàng)合作計(jì)劃，犰狳宇航公司致力于研發(fā)可以重復(fù)使用和垂直起降的亞軌道飛行器。在過去的兩年半時(shí)間里，美國(guó)航空航天局已為夢(mèng)神號(hào)耗資700萬(wàn)美元，它是“家得寶型工程”的一個(gè)典范。所謂“家得寶型工程”是指利用現(xiàn)有資源進(jìn)行研發(fā)，同時(shí)與非傳統(tǒng)宇航公司合作，以降低整個(gè)項(xiàng)目的成本。夢(mèng)神號(hào)由約翰遜航天中心研制，大小與SUV汽車差不多，外形好似昆蟲，可以向月球表面運(yùn)送500kg貨物，也能向其他太陽(yáng)系星體運(yùn)送貨物。對(duì)該著陸器進(jìn)行改裝后，其精確著陸系統(tǒng)還能用于幫助探測(cè)器與深空小行星交會(huì)。夢(mèng)神號(hào)也將試驗(yàn)自主著陸風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避技術(shù)，這種技術(shù)是要使用激光來聚焦行星表面危險(xiǎn)的漂礫或環(huán)形山。它曾在2011年6月的一次試驗(yàn)中引起了草地火災(zāi)，當(dāng)時(shí)也沒有造成人員傷亡。

8月6日，美國(guó)“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”（MSL）攜帶的好奇號(hào)火星車，在完成了充滿風(fēng)險(xiǎn)的7min進(jìn)入、下降與著陸（EDL）過程后，安全降落在火星表面的蓋爾（Gale）環(huán)形山附近。該環(huán)形山是在2011年6月從埃伯斯瓦爾德（Eberswald e）環(huán)形山、蓋爾（Gale）環(huán)形山、霍爾頓（Hold en）環(huán)形山與矛爾茲（Mawrth）山谷中被選出的，有水流痕跡，中心山丘高達(dá)4.8km。好奇號(hào)是在高丘側(cè)面的平坦處著陸，然后攀爬山丘，并將在行進(jìn)途中停下來研究黏土層、硫黃及含氧礦物質(zhì)?？茖W(xué)家已繪出了攀爬至垂直高度1.6km處的穿行路徑樣圖，爬到該處時(shí)看到的景色將非常壯觀。好奇號(hào)火星車著陸不久，美國(guó)噴氣推力實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)收到了好奇號(hào)從火星表面?zhèn)骰氐氖着诎渍掌Ｋ怯惺芬詠碜罹呒夹g(shù)挑戰(zhàn)性的火星車，采用了“空中起重機(jī)”著陸系統(tǒng)和核電源等先進(jìn)技術(shù)，質(zhì)量是勇氣和機(jī)遇號(hào)火星車的4倍，裝有10臺(tái)先進(jìn)的科學(xué)儀器。其目標(biāo)是調(diào)查火星是否存在或曾經(jīng)具有可支持生命的環(huán)境。

11月2日，美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室表示，好奇號(hào)火星車首次分析了火星大氣的成分，未發(fā)現(xiàn)其中含有甲烷。地球大氣中90%以上的甲烷由有機(jī)生命制造，因此科學(xué)家很希望好奇號(hào)在火星上發(fā)現(xiàn)甲烷，從而為火星生命的存在提供線索?？茖W(xué)家此前通過地面和太空設(shè)備在火星大氣中發(fā)現(xiàn)過甲烷，但濃度非常低，約為億分之一至億分之五。研究人員說，好奇號(hào)沒有發(fā)現(xiàn)甲烷并不意味著之前的研究結(jié)果是錯(cuò)誤的，甲烷的濃度可能隨著時(shí)間和地點(diǎn)的變化而不同。有關(guān)專家說：“雖然目前為止沒有檢測(cè)到甲烷，但是未來數(shù)月我們將繼續(xù)尋找，火星有可能給我們帶來驚喜?！焙闷嫣?hào)火星車用于檢測(cè)火星大氣成分的設(shè)備是火星樣品分析儀（SAM），它由質(zhì)譜儀、色譜儀和光譜儀3個(gè)獨(dú)立的儀器構(gòu)成，最多能夠探測(cè)到幾萬(wàn)億分之一單位濃度的甲烷。

好奇號(hào)把采集的第一個(gè)火星土壤樣本放置在觀察托盤中

11月9日，好奇號(hào)首次分析火星土壤。其機(jī)械臂將一撮火星泥土放進(jìn)火星樣品分析儀。隨后，它使用質(zhì)譜儀、色譜儀和光譜儀對(duì)土壤進(jìn)行了分析。

“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”是美國(guó)旗艦級(jí)行星探測(cè)項(xiàng)目，2011年11月26日升空，總投資25億美元。（詳情請(qǐng)看本刊2011年第11期）

9月5日，美國(guó)黎明號(hào)（Dawn）小行星探測(cè)器離開灶神星軌道，向谷神星飛去，預(yù)計(jì)在2015年抵達(dá)目的地。若一切順利，黎明號(hào)有望成為第一個(gè)環(huán)繞2顆不同天體運(yùn)行的無人探測(cè)器。這個(gè)探測(cè)器于2007年9月發(fā)射升空，并在2011年7月進(jìn)入灶神星軌道。搜尋小行星帶中這2個(gè)標(biāo)志性天體的信息，有助揭開太陽(yáng)系早期歷史的奧秘。在過去1年多的任務(wù)中，黎明號(hào)拍攝了多角度圖片，幫助科學(xué)家繪制灶神星地形圖并開展相關(guān)研究。太陽(yáng)系的小行星帶是位于火星和木星軌道間的小行星密集區(qū)域，天文學(xué)家估計(jì)這里有大約50萬(wàn)顆種類各異的小行星。灶神星是與地球類似的巖狀天體，谷神星則是典型的冰狀天體，這2個(gè)極不相同的天體竟可同處一個(gè)小行星帶上，其原因也是黎明號(hào)需要揭示的奧秘之一。根據(jù)2006年8月國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)提出的新定義，谷神星已從小行星升格為矮行星。

9月，美國(guó)1977年發(fā)射的旅行者－1（Voyager－1）探測(cè)器已接近太陽(yáng)系邊緣，即將成為人類向星際空間派出的首個(gè)使者。旅行者－1每3年飛行約1.6×109km。在駛?cè)胪馓盏拈L(zhǎng)途旅行中，它一直在拍攝地球和太陽(yáng)系其他行星的影像。美國(guó)行星協(xié)會(huì)聯(lián)合創(chuàng)始人路易斯·費(fèi)得曼博士說，太陽(yáng)系邊緣不存在一刀切的界面，而是延伸式的和不規(guī)則的，原因是太陽(yáng)粒子和太陽(yáng)系外的宇宙粒子是互相影響的。決定其是在太陽(yáng)系之內(nèi)還是太陽(yáng)系之外，主要是看占主導(dǎo)地位的粒子源自哪里。目前，旅行者－1接收到的宇宙射線數(shù)量急劇增加，且源自太陽(yáng)的高能粒子數(shù)量有所下降，這表明該探測(cè)器已接近太陽(yáng)系邊緣。當(dāng)旅行者－1最終穿越太陽(yáng)系范圍時(shí)，科學(xué)家期望觀測(cè)到一系列標(biāo)志性跡象，包括磁場(chǎng)方向和“風(fēng)”類型的變化。相比太陽(yáng)風(fēng)，星際風(fēng)應(yīng)該更慢、更冷并且更為密集。它飛出太陽(yáng)系后的主要任務(wù)是測(cè)量宇宙光束粒子。如今，旅行者－1距離太陽(yáng)約1.77×1011km，比它早升空16天的旅行者－2也正朝著太陽(yáng)系邊緣孤獨(dú)地飛行。為了降低能耗、節(jié)省電力，旅行者－1在1989年飛經(jīng)海王星時(shí)曾關(guān)閉了所載相機(jī)，2020年還將關(guān)閉更多的器載設(shè)備，只留下少數(shù)科學(xué)儀器繼續(xù)工作，這樣其能量預(yù)計(jì)于2025年完全耗盡。

已接近太陽(yáng)系邊緣的美國(guó)旅行者－1探測(cè)器示意圖

4 其他活動(dòng)

3月27日，美國(guó)在5min的時(shí)間內(nèi)接連發(fā)射了5枚亞軌道探空火箭，用于研究地球上空的高空急流。此次任務(wù)名為“異常運(yùn)輸火箭實(shí)驗(yàn)”（ATREX）。5枚火箭都被發(fā)射到地球上空97km，并在這一高度釋放了三甲基鋁化學(xué)示蹤劑，這種化學(xué)物質(zhì)會(huì)和大氣中的水汽和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成奶白色的云霧，以便更加容易被地面觀測(cè)識(shí)別?？茖W(xué)家們利用它產(chǎn)生的明亮煙霧來追蹤并研究大氣中高空噴流的運(yùn)行模式。對(duì)于“異常運(yùn)輸火箭實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目產(chǎn)生云霧的照片觀測(cè)將幫助科學(xué)家們更好地理解高空高速噴流的生成機(jī)制，這是一種存在于距離地面96～105km高空的超高速風(fēng)。每枚探空火箭發(fā)射間隔為80s，其中的2枚火箭還攜帶了專門設(shè)備，用于測(cè)量大氣溫度和氣壓數(shù)據(jù)。這次任務(wù)旨在了解超快速噴射氣流（最大速度達(dá)483km/s）和高海拔噴射氣流，耗資400萬(wàn)美元。為了完成“異常運(yùn)輸火箭實(shí)驗(yàn)”，美國(guó)航空航天局使用了能達(dá)到亞軌道高度的小型探空火箭，位于沃勒普斯島的觀測(cè)站記錄了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

6月16日，美國(guó)第2架X－37B“軌道試驗(yàn)飛行器”（OTV－2）在美國(guó)加利福尼亞州范登堡空軍基地成功著陸。該飛行器于2011年3月5日從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地升空?qǐng)?zhí)行保密任務(wù)，在軌飛行了469天（約15個(gè)月）。其飛行時(shí)長(zhǎng)最初設(shè)計(jì)為270天，但此次試飛任務(wù)的持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了原定時(shí)長(zhǎng)。2010年4月22日，首架X－37B首次升空，在軌飛行了225天，2010年12月3日降落在范登堡空軍基地。

12月11日，美國(guó)用宇宙神－5火箭第3次成功發(fā)射了X－37B。這是首架X－37B的第2次升空，即X－37B的首次重復(fù)使用。在前兩次飛行任務(wù)完成后，X－37B都在范登堡空軍基地著陸，這次有可能在肯尼迪航天中心5km跑道上著陸。美國(guó)軍方?jīng)]有披露與此次秘密任務(wù)有關(guān)的更多信息，只說這次發(fā)射是為空軍測(cè)試“穩(wěn)定、可重復(fù)使用的無人駕駛空天測(cè)試平臺(tái)”而進(jìn)行的。美國(guó)空軍新聞發(fā)言人特蕾西·邦克的話說，與前兩次飛行任務(wù)相似，本次飛行的任務(wù)詳細(xì)信息是秘密的，但重點(diǎn)仍是測(cè)試X－37B的可重復(fù)使用性、功能和成本效益。