文/張晨

在多重因素的作用下，一批又一批航天項(xiàng)目從2021年推遲到2022年，又從2022年推遲到2023年。隨著新的木星探測熱潮的開始和人類最強(qiáng)靜止軌道商業(yè)通信衛(wèi)星的發(fā)射，以及一系列新的運(yùn)載火箭即將首飛，2023年的航天還是充滿了新的希望。

▲“木星冰月”將探訪木星外圍的三顆衛(wèi)星

▲“靈神號”將成為首個(gè)探訪金屬質(zhì)小行星的任務(wù)

深空任務(wù)迎來小高潮

木星冰月探測器將在2023年4月中下旬搭乘最后一發(fā)阿里安5 火箭發(fā)射升空，踏上長達(dá)8年的木星之旅。該探測器是歐洲的新一代大型旗艦級任務(wù)的首發(fā)任務(wù)，由空客集團(tuán)抓總研制。該探測器可能和商業(yè)通信衛(wèi)星平臺(tái)共用了一些組件，并且添加了兩對引人注目的十字形二維展開太陽能帆板，設(shè)計(jì)壽命不小于11.5年，探測器發(fā)射質(zhì)量4800千克，攜帶11件儀器。

按照計(jì)劃，木星冰月探測器將通過一系列地球、月球和金星的飛掠，在2031年1月抵達(dá)木星，并且制動(dòng)進(jìn)入環(huán)木軌道。隨后，木星冰月探測器開始建立一系列共振軌道，包括2次木衛(wèi)二飛掠、12次木衛(wèi)三飛掠和21次木衛(wèi)四飛掠，以借助這些大衛(wèi)星的引力完成連續(xù)下降。2034年“木星冰月”將制動(dòng)進(jìn)入500千米木衛(wèi)三環(huán)繞軌道，并且環(huán)繞木衛(wèi)三飛行到至少2035年。最后探測器會(huì)墜落在木衛(wèi)三上。

“木星冰月”是人類新一批木星探測高潮的第一個(gè)任務(wù)，但由于其較為漫長的巡航軌跡，其到達(dá)時(shí)間晚于將在2024年發(fā)射的木衛(wèi)二快帆探測器，這一系列探測器的目標(biāo)將聚焦在引人注目的木星衛(wèi)星上，研究它們的冰層和地質(zhì)環(huán)境，搜尋潛在的地下海洋，對木星衛(wèi)星可能的生命起源進(jìn)行初步探索。此外，“木星冰月”也將在2029年10月飛掠小行星“羅莎”。

除去引人注目的木星旗艦任務(wù)外，因?yàn)檐浖收隙七t的主帶小行星探測器“靈神號”也重新計(jì)劃在2023年10月發(fā)射。該探測器屬于美國宇航局的“探索16”任務(wù)，計(jì)劃于2029年抵達(dá)小行星靈神星，開展21個(gè)月的科學(xué)探測。

16號小行星靈神星，是一顆巨大的M型主帶小行星，其直徑達(dá)到222千米?？茖W(xué)家認(rèn)為，靈神星可能是一顆早期行星的暴露核心，該行星可能與火星一樣大，并在一系列劇烈碰撞中失去了它的地幔和地殼。靈神星可能包含了一些原始行星內(nèi)核的成分，研究靈神星或許可以大大增加人類對類地行星核心組成的認(rèn)識。

該探測器使用勞拉空間公司的SSL-1300通信衛(wèi)星平臺(tái)改造而來，使用全電推構(gòu)型，甚至反作用飛輪消旋和姿態(tài)控制也使用電推進(jìn)?！办`神號”使用4臺(tái)SPT-140霍爾推力器，具備多模式工作能力，在地球附近加速飛行時(shí)使用高功率模式，而在抵達(dá)遠(yuǎn)離太陽的主帶小行星時(shí)使用低功率模式。

原計(jì)劃和“靈神號”一同發(fā)射的兩個(gè)雙小行星探測器Janus A和B小型任務(wù)因?yàn)閺椀栏淖?，其中一個(gè)已經(jīng)無法前往預(yù)定目標(biāo)，但目前并不清楚新的目標(biāo)是哪一顆小行星，現(xiàn)在2個(gè)探測器計(jì)劃搭乘別的任務(wù)，但目前還沒找到可用的發(fā)射。

月球探測持續(xù)發(fā)力，但有多少能準(zhǔn)時(shí)發(fā)射尚不明朗。2023年的月球探測任務(wù)幾乎都是從2022年推遲而來，包括日本的SLIM，美國的“游隼號”IM-1和IM-2，印度的“月船3號”以及俄羅斯的“月球25號”。還有一個(gè)已經(jīng)發(fā)射但尚未抵達(dá)月球的日本“白兔-R”月球著陸器。

“白兔-R”是由日本私營商業(yè)航天公司iSPACE設(shè)計(jì)建造的小型登月探測器，計(jì)劃在2023年4月著陸在月球的“夢之湖”地區(qū)。該探測器攜帶了阿聯(lián)酋第二項(xiàng)深空探測任務(wù)，10千克的拉希德號巡視器。該巡視器設(shè)計(jì)壽命14個(gè)地球日。

SLIM的全稱是“用于調(diào)查月球的小型探測器”，目前計(jì)劃在2023年第二季度搭乘H-2A火箭發(fā)射升空，該探測器發(fā)射質(zhì)量730千克。SLIM通過利用月神1號探測器和美國月球勘測軌道器0.5米的分辨率圖像數(shù)據(jù)，并使用圖像匹配制導(dǎo)技術(shù)在月球南極地區(qū)馬呂斯山的熔巖管附近，以100米的精度完成著陸。SLIM還將攜帶一個(gè)由日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)研發(fā)的兩輪月球巡視器，用于探測月球熔巖管。

在2022年底，俄羅斯宣布其月球25號探測器的著陸系統(tǒng)終于通過了測試，可以在2023年發(fā)射升空。由于2022年某些不可抗因素的影響，歐空局中止了和俄羅斯的合作，導(dǎo)致避障相機(jī)等無法繼續(xù)搭載發(fā)射，這對于一個(gè)已經(jīng)在地上放了幾十年的探測器來說無疑進(jìn)一步降低了其成功的可能性。

2023年的深空任務(wù)仍然蓬勃發(fā)展，但大部分任務(wù)還是有可能推遲的。如印度阿蒂亞L1太陽探測器，還有一批跳票了一年又一年的商業(yè)月球著陸器等，但木星冰月探測器的發(fā)射告訴我們，新的深空探測熱潮即將到來。人類又將把自己的好奇心指向遙遠(yuǎn)的深空，去探尋那些星球上可能存在的生命。

值得注意的是，2023年美國宇航局還將宣布第五次“新視野”級任務(wù)，而一個(gè)剛在2022年被提出的，名為“海衛(wèi)一海洋勘測者”的任務(wù)被提前納入該評選。如果該任務(wù)入選，它將趕在2037年海衛(wèi)一南極隱入極夜前勘探海衛(wèi)一的火山地貌，并且探測可能隱藏在地殼之下的海洋。

▲SLIM是日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)研發(fā)的第二個(gè)月球著陸器

▲印度阿蒂亞L1太陽探測器計(jì)劃于今年發(fā)射并且抵達(dá)日地L1點(diǎn)開展探測

▲ 阿里安6火箭首次合練，但首飛仍遙遙無期

▲RS-1小運(yùn)載火箭

多型火箭推遲后迎來首飛

在經(jīng)受了疫情等多種因素影響后，2023年將首飛多種運(yùn)載火箭，包括美國太空探索技術(shù)公司的星艦重型火箭，ABL航天公司的RS-1運(yùn)載火箭，相對論航天公司的人族1號液氧甲烷運(yùn)載火箭，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的火神運(yùn)載火箭，以及日本H-3運(yùn)載火箭、歐洲的阿里安6火箭。

由太空探索技術(shù)公司研發(fā)的重型運(yùn)載火箭“星艦”的首次模擬飛行格外引入注目。該火箭是人類有史以來研發(fā)過最大的火箭，起飛質(zhì)量超過5000噸，復(fù)用下近地軌道運(yùn)載能力150噸。但該火箭首次飛行雖然入軌，但可能不考慮攜帶有效載荷。

RS-1運(yùn)載火箭為ABL研發(fā)的小型兩級液氧煤油運(yùn)載火箭，原計(jì)劃于2022年11月在阿拉斯加州的科迪亞克太平洋航天港實(shí)施首飛，但該火箭連續(xù)3次在發(fā)射前因故障中止，故推遲到2023年1月11日首飛，但火箭疑似控制系統(tǒng)故障，所有發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車，火箭最終墜毀并爆炸。

“人族-1”運(yùn)載火箭預(yù)計(jì)在2023年上半年發(fā)射，該火箭原計(jì)劃于2022年底在卡納拉維拉爾角LC-16發(fā)射，但發(fā)射因?yàn)榘袌龉ぷ魅藛T過感恩節(jié)和圣誕節(jié)而推遲。該火箭使用液氧甲烷動(dòng)力，近地軌道運(yùn)載能力1噸，但首次試驗(yàn)飛行不搭載任何載荷。

火神大型運(yùn)載火箭為聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司用于取代“德爾它4”和“宇宙神5”火箭而研發(fā)的新一代大型運(yùn)載火箭。該火箭一子級使用液氧甲烷燃料，并且未來考慮復(fù)用發(fā)動(dòng)機(jī)，捆綁0~6個(gè)固體火箭助推器。該火箭計(jì)劃在2023年上半年發(fā)射。

H-3運(yùn)載火箭是日本的新一代大型運(yùn)載火箭，用于以較低成本取代現(xiàn)有的H-2A和H-2B運(yùn)載火箭。由于LE-9大型膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，該火箭從原計(jì)劃的2022年推遲到2023年。

▲ “人族1”是首款軌道級液氧甲烷運(yùn)載火箭的有利競爭者

▲ 火神-半人馬座運(yùn)載火箭將在今年首飛

▲ 經(jīng)歷漫長排故后，H-3運(yùn)載火箭計(jì)劃于今年2月12日首飛

載人航天兩型新飛船首飛

印度計(jì)劃在2023年進(jìn)行兩次載人飛船“天船”的無人試飛，2024年12月進(jìn)行首次載人航天飛行。新飛船使用兩艙構(gòu)型，發(fā)射質(zhì)量8200千克，由印度目前最強(qiáng)火箭“靜止軌道衛(wèi)星火箭-3”發(fā)射，該火箭的近地軌道運(yùn)載能力為10噸。

印度表示已對火箭芯級L110的Vikas-2B發(fā)動(dòng)機(jī)、二級CE-20發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭助推器進(jìn)行了相關(guān)測試，同時(shí)完成了乘員逃逸系統(tǒng)的低空逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)和集成主降落傘空投測試?！疤齑庇?jì)劃在近地軌道運(yùn)行7天。如果該飛船真的按照計(jì)劃發(fā)射，表明印度在追求成為世界載人航天第四極的路上前進(jìn)了一大步。

除去印度的載人飛船，美國的新型商業(yè)貨運(yùn)航天飛機(jī)“追夢者”計(jì)劃在2023年搭乘第二枚火神運(yùn)載火箭首飛。追夢者航天飛機(jī)由內(nèi)華達(dá)山脈公司研發(fā)，可攜帶5.5噸載荷。同時(shí)，它是首款商業(yè)貨運(yùn)航天飛機(jī)，可以下行1750千克的載荷到地面。首飛將前往國際空間站執(zhí)行82天任務(wù)，若本次任務(wù)成功，內(nèi)華達(dá)山脈公司將正式執(zhí)行美國宇航局授予的第二輪“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”合同開展業(yè)務(wù)化貨物運(yùn)輸服務(wù)。

2023年上半年，波音公司研發(fā)的星際線飛船將開展首次載人試飛，也就是CFT。由于該飛船在無人軌道試飛OFT的表現(xiàn)很差，CFT被迫推遲并且開展了第二次試飛，也就是OFT-2。OFT-2的表現(xiàn)只能說差強(qiáng)人意，一系列故障使得CFT被繼續(xù)推遲，現(xiàn)在計(jì)劃2023年上半年發(fā)射前往國際空間站并且停留1個(gè)星期左右。

多國軍事衛(wèi)星加速部署

美國將在2023年繼續(xù)發(fā)射大量的軍事衛(wèi)星，包括低軌道的“國家太空系統(tǒng)”偵察衛(wèi)星星座。國家太空系統(tǒng)“傳感層”總計(jì)28顆衛(wèi)星，未來用于將國防空間體系構(gòu)架計(jì)劃中后續(xù)的低軌道彈道導(dǎo)彈監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳遞到地面中心。該星座首批10顆衛(wèi)星原計(jì)劃于2022年12月發(fā)射，但因?yàn)殡娫垂收媳煌七t至2023年3月，余下的18顆衛(wèi)星將在2023年6月發(fā)射，完成“傳感層”的組網(wǎng)。這兩次發(fā)射都使用“獵鷹9”來完成。

美國國家偵察局計(jì)劃發(fā)射NROL-107、NROL-69、NROL-174、NROL-68等任務(wù)。其中NROL-68為德爾它4重型運(yùn)載火箭的倒數(shù)第二發(fā)，可能是一顆8300系列32米天線戰(zhàn)術(shù)信號情報(bào)衛(wèi)星。NROL-107則可能是一顆基于KH-11 Blk5三超平臺(tái)研發(fā)的敏捷靜止軌道光學(xué)偵察衛(wèi)星，可以用于開展對地成像和空間態(tài)勢感知。

美國太空軍有USSF-67等至少6次任務(wù)。由獵鷹重型火箭發(fā)射的USSF-67已經(jīng)確定包括一顆CBAS-2衛(wèi)星以及LDPE-3A環(huán)平臺(tái)衛(wèi)星。

日本2023年1月26日發(fā)射了雷達(dá)7號衛(wèi)星，并將在今年發(fā)射光學(xué)8號等衛(wèi)星。光學(xué)8號可能是某種敏捷1.86米口徑衛(wèi)星，可能使用了光學(xué)9號的大型平臺(tái)，是日本走向大型分塊光學(xué)的關(guān)鍵一步。

法國計(jì)劃在2023年2月發(fā)射“雪城4B”軍用通信衛(wèi)星，該衛(wèi)星是2021年的“雪城4A”的后續(xù)衛(wèi)星。

總之，各國在2023年都將進(jìn)一步加強(qiáng)空間軍事化，持續(xù)發(fā)射多種新型號新體制衛(wèi)星，和平利用太空任重而道遠(yuǎn)。

▲ 如果一切順利的話，印度的載人航天將在今年邁出第一步

▲ 追夢者號航天飛機(jī)將為國際空間站貨運(yùn)提供有力補(bǔ)充

商業(yè)航天持續(xù)發(fā)展

2023年，世界商業(yè)航天將繼續(xù)圍繞低軌道衛(wèi)星星座的建設(shè)等進(jìn)行，但高軌道衛(wèi)星也將在靜止軌道訂單徹底衰竭前爆發(fā)最后的繁榮。二者的分庭抗禮將頗為壯觀。

2023年3月，衛(wèi)訊公司的“衛(wèi)訊-3”甚高通量通信衛(wèi)星搭乘重型獵鷹火箭發(fā)射升空。該衛(wèi)星重達(dá)6.8噸，配置有一個(gè)超大口徑的網(wǎng)狀天線，衛(wèi)星通量可達(dá)到驚人的1Tbps?！靶l(wèi)訊-3”衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)射3顆，通過軟件定義載荷給每個(gè)用戶提供100Mbps的上網(wǎng)服務(wù)，是靜止軌道衛(wèi)星中的頂級水平。該發(fā)射還攜帶一顆名為“極光4A”的小型通信衛(wèi)星，用于服務(wù)美國阿拉斯加。

第二顆“衛(wèi)訊-3”衛(wèi)星由阿里安6火箭發(fā)射，而第三顆“衛(wèi)訊-3”將使用宇宙神5-551火箭。衛(wèi)訊公司還在研發(fā)容量7倍于“衛(wèi)訊-3”的“衛(wèi)訊-4”，以及至少15倍于“衛(wèi)訊-3”的“衛(wèi)訊-5”極高通量通信衛(wèi)星，似乎表明了衛(wèi)訊公司要和低軌道通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)掰手腕的決心。

火神運(yùn)載火箭首飛除了游隼號月球著陸器外，還將攜帶2顆亞馬遜的“柯伊伯”星座試驗(yàn)星。這兩顆衛(wèi)星原計(jì)劃使用ABL的RS-1火箭發(fā)射?！翱乱敛毙亲脑囼?yàn)星計(jì)劃被部署至590千米、38°軌道，為后續(xù)的數(shù)千顆衛(wèi)星星座之間的星-地和星-星通信進(jìn)行測試。

▲NROL-68已經(jīng)在近期完成整合準(zhǔn)備發(fā)射

▲“衛(wèi)訊-3”將成為人類歷史上最強(qiáng)大的通信衛(wèi)星

“星鏈”二代被細(xì)分為3個(gè)階段——303千克的v1.5和v2.0合成版，800千克的2.0版和2000千克的2.0版，前兩者計(jì)劃使用獵鷹9火箭部署，后者使用“星艦”，2023年，新的二代星鏈衛(wèi)星將開始組網(wǎng)。

發(fā)射次數(shù)創(chuàng)新高的2022年已經(jīng)過去，2023年美國僅在卡納拉維拉爾角的發(fā)射計(jì)劃就將有87次，預(yù)示著世界航天在2023年將有更多的發(fā)射次數(shù)和更加復(fù)雜的載荷。隨著探測器重新踏上月球表面，商業(yè)航天不斷發(fā)展，多款新型火箭首飛，2023航天定會(huì)更加精彩。