远征苍穹 探宇观星揭奥秘——二〇二五年世界科技发展回顾·空间技术篇

2026-01-07 01:01:00 来源: 点击数:

俄罗斯

军用卫星发射成主体  延续国际空间站补给

本报驻俄罗斯记者 张浩

2025年,俄罗斯共计完成至少13次轨道发射任务。运载火箭以联盟-2系列(7次)与安加拉-1.2(2次)为主力型号,继承了“成熟型号担纲”的技术路线。

军用卫星发射构成年度任务主体,累计将19颗军用航天器送入轨道。5月,联盟-2.1b火箭发射1颗军用卫星,该任务为普列谢茨克发射场年内第4次发射。8月,安加拉-1.2火箭发射4颗“宇宙”系列军用卫星,全部进入近极地太阳同步轨道并迅速建立稳定测控连接。11月,安加拉-1.2火箭再次发射多颗军用卫星,标志着该型火箭的可靠性得到持续验证。

载人航天与国际合作方面,进步MS-28货运飞船3月实施了轨道机动,将空间站轨道高度提升3.4千米至419千米,保障乘组安全交接。4月,联盟-2.1a火箭发射联盟MS-27载人飞船,搭载两名俄罗斯宇航员与一名美国宇航员,3小时完成与国际空间站对接。全年完成常规货运补给任务,延续国际空间站核心支持方角色。

空间科学研究方面,8月,联盟-2.1b火箭发射Bion-M 2号生物实验卫星,搭载75只活体小鼠、1500只果蝇及20种植物  的种子,在380公里近地轨道开展了为期30天的微重力与辐射生物效应研究。

小卫星星座部署方面,根据俄罗斯国家航天集团计划,第三季度从东方发射场使用“起飞”运载火箭发射了18颗小型卫星(含17颗俄罗斯商业立方星与1颗外国卫星),构建“黎明”遥感星座首批组网。

美国

商业航天发射频繁实施  首次证实“独行黑洞”存在

本报记者 刘霞

  2025年,美国私营航天公司在火箭重复使用、轨道运输和月球着陆等商业化领域取得一定突破,其他航天与天文学领域进展则涵盖太阳系探索、系外行星研究、火星大气与太阳活动观测、黑洞科学及宇宙早期天体发现等多个方面。

私企太空飞行计划进一步向前推进。1月,美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”从得克萨斯州起飞,完成了第七次试飞发射。3月,4名“跨界宇航员”驾乘SpaceX的“龙”飞船,开启人类首次直接飞越地球两极的太空之旅。同月,在国际空间站滞留超过9个月的美国宇航员布奇·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯终于结束超长“加班”,搭乘“龙”飞船返回地球。11月,亚马逊公司创始人杰夫·贝索斯旗下的太空公司蓝色起源可重复使用的“新格伦”火箭首次发射升空,但其第一级火箭助推器未能成功降落在海上回收船上。

在太阳系探索方面,私营企业“萤火虫”航空航天公司研制的月球着陆器“蓝色幽灵”号在月球表面着陆,该公司也因此成为首家实现“完全成功月球软着陆”的商业公司。

包括宾夕法尼亚州立大学在内的国际团队,在距离地球不到20光年的地方发现了一颗系外行星GJ 251 c。该行星位于其恒星宜居带,如果大气条件允许,行星表面可能存在液态水。这一发现为寻找外星生命带来了新希望。美国国家航空航天局(NASA)“好奇”号火星车在火星上找到了关于其古代大气层的重要线索。该发现提供了直接证据,证明古代火星上曾存在碳循环,为了解火星气候状况提供了新视角。7月,NASA公布了“帕克”太阳探测器2024年底贴近太阳飞行时的实拍照片,这是人类迄今为止拍摄的距离太阳最近的图像,提供了前所未有的日冕与太阳风细节,有助于揭示太空天气的起源,并提升对地球的预警能力。

黑洞研究也取得诸多突破。亚利桑那大学天文学家团队在红外波段捕捉到了迄今最清晰的活动星系核,即位于某些星系中心的超大质量黑洞的图像。由美国太空望远镜科学研究所组成的研究团队,首次证实了“独行黑洞”的存在。由得克萨斯大学奥斯汀分校科学家领衔的国际天文学家团队,捕捉到宇宙大爆炸后仅5亿年就已存在的超大质量黑洞。其质量相当于3亿个太阳的质量,并以133亿岁“高龄”刷新了迄今发现最古老黑洞纪录,为揭开宇宙黎明时期的奥秘打开了新窗口。

此外,麻省理工学院科学家确认,MoM-z14星系诞生于宇宙大爆炸后仅2.8亿年的“襁褓时期”,刷新了宇宙最古老星系的“高龄”纪录。这项突破性发现为人类打开了一扇观测宇宙“婴儿期”的窗口。来自美国天文学研究大学协会的国际团队发现了一处遥远的双瓣射电喷流,其跨度惊人,至少达到20万光年,是银河系宽度的2倍。这是迄今发现的早期宇宙最大射电喷流。

英国

揭示“第一滴水”形成时间  发现系外生命活动证据

本报记者 张佳欣

2025年英国在宇宙起源、早期天体演化与系外行星研究方面取得进展,揭示了“第一滴水”的早期形成及星际物质的新结构。在太阳系观测、实验室天体物理模拟与地球生命起源探索方面也获得重要发现,进一步巩固了其在基础天文学领域的地位。

在宇宙起源方面,朴次茅斯大学研究人员揭秘了“第一滴水”的形成时间。建模显示水最早可能形成于大爆炸后的1亿至2亿年间,这一结论早于此前估计并可能是第一代星系的关键成分。针对宇宙中普遍存在的“太空冰”,剑桥大学与伦敦大学学院联合团队发现其内部暗藏纳米级结晶,而并非此前认为的无序物质,这一发现颠覆了相关领域的传统科学认知。

微观模拟实验中,牛津大学领衔团队利用超级质子同步加速器首次在实验室制造出等离子体“火球”,模拟了类星体耀变体喷流,为破解宇宙“消失的伽马射线”之谜提供了线索。12月,该校领导的国际团队又确认了迄今观测到的最大宇宙旋转结构——一个距离地球约1.4亿光年的巨大星系链,为研究早期宇宙星系形成提供了全新视角。

在系外行星与生命探测领域,剑桥大学领导的天文学家团队借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST),在一颗系外行星大气中检测到疑由生物过程产生的气体特征,这被视为迄今系外生物活动的最有力证据。包括牛津大学在内的国际团队通过研究稀有的顽辉石球粒陨石,发现了氢元素的一种来源,这一突破不仅推翻了传统地球水起源理论,也为理解地球生命的诞生提供了全新视角。

在太阳系及恒星研究领域,诺森比亚大学科学家通过分析JWST的数据,首次发现了海王星上神秘的极光活动,填补了太阳系极光观测的空白。在恒星物理研究中,圣安德鲁斯大学团队提出,太阳耀斑中带正电的离子温度可能超过6000万摄氏度,比此前估计的高出6.5倍,为一个悬而未决近50年的天文谜题提供了新答案。

法国

探测火星有机分子  直接成像系外行星
      本报记者 李宏策

2025年,法国在火星演化研究与系外行星探测方面有所突破,揭示了火星早期可能拥有浓厚大气层并在其表面发现迄今最长的有机分子链。此外,通过对天王星自转周期的精确修正,及首次直接成像小质量系外行星,展现了法国在天体物理领域的相关成就。

法国法兰西学院团队在欧洲行星科学大会上提出,火星早期可能拥有极为浓厚的大气层。通过模拟太阳系形成初期环境,并结合彗星物质输入量与观测数据对比,研究推算出火星原始大气压约为现今地球的2.9倍,远超当前稀薄状态。

法国国家科学研究中心领衔的国际团队首次在火星上探测到长链有机分子——癸烷、正十一烷和十二烷,其中十二烷含12个碳原子,是迄今在火星发现的最长有机分子。这些分子是由“好奇”号火星车搭载的SAM仪器在盖尔陨石坑泥岩样本中识别到的,其最初可能以羧酸形式存在。这一发现对探寻火星生命迹象及评估远古宜居性具有重要意义,也将助力欧洲空间局2028年火星生命探测任务及NASA与欧空局联合开展的火星样本返回计划。

法国团队利用JWST首次直接成像一颗质量较小的系外行星TWA 7b,这是系外行星探测的一个重要里程碑,也是JWST运行以来发现的首颗通过直接成像确认的系外行星,是迄今用该方法观测到的质量最小者之一,这一成果为未来探测更接近地球质量的行星奠定了基础。JWST有望进一步捕捉质量仅为木星10%的类地候选体,从而推动对行星形成机制的理解。 

在行星自转研究方面,法国团队将天王星自转周期修正为17小时14分52秒,比此前基于“旅行者2号”数据提出的17小时14分24秒多出了28秒。该结论由法国巴黎天文台团队分析哈勃望远镜2011年至2022年间对天王星极光的长期观测得出。新数据将确保未来数十年内天王星定位的准确性,并为其他具有磁场与极光的天体提供新的研究途径。

德国

推进本土太空发射能力建设  绘制首张系外行星天气图

本报记者 李山

2025年,德国将太空定位为保障国家安全的关键基础设施,积极拥抱“新太空”浪潮,加速推动本土发射能力建设,并成功绘制出首张系外行星天气图。

德国航空航天中心(DLR)与德国北部港口城市合作,开展海上移动发射平台的关键技术验证,计划2026年初进行首次商业测试发射,并通过“商业化载荷”计划向本土发射服务商提供采购服务。这是提升欧洲“发射主权”的关键一步。
哥廷根大学团队通过光谱分析系外行星WASP-127b的大气,绘制出首张系外行星天气图。研究发现该行星存在时速达3.3万公里的超音速风,极地与赤道温差超1000°C,大气中水蒸气的检测暗示可能存在特殊降雨过程,为系外行星气候研究树立新标杆。

马普重力物理研究所作为国际空间激光干涉仪任务的关键参与者,在空间干涉测量和数据分析算法上取得突破,提高了对中等质量黑洞并合事件的探测灵敏度。马普天体物理研究所在对欧几里得空间望远镜首轮数据解读中贡献显著,深化了对暗能量和宇宙大尺度结构的理解。

在行星探索方面DLR积极参与美国阿耳忒弥斯月球探索计划,以月球资源的就位利用技术为重点,特别值得关注的是月壤制氧和水冰提取实验。

马克斯·普朗克太阳系研究所领导的研究团队,利用太阳轨道飞行器搭载的偏振和日震成像仪与极紫外成像仪数据,首次获得了太阳南极超米粒组织及磁网络的高清图像。

DLR将空间态势感知视为关键优先事项,升级了德国空间运营中心的监测能力。达姆施塔特工业大学和亚琛工业大学等则致力于卫星自主防御与规避算法的研究。慕尼黑工业大学研发的AI自主决策算法,应用于卫星导航和载荷数据处理,提升了任务的实时性和适应性。
      

韩国

民营火箭发射成功  多用途卫星将运行

本报驻韩国记者 薛严

2025年,韩国在国家战略技术计划中将“宇宙航空”列为12大重点,投入超6.8万亿韩元(约49亿美元),并再次成功发射运载火箭。

11月,韩国首枚由民间主导研制的运载火箭“世界”号发射成功,火箭携带的人造卫星进入预定轨道运行。此次发射首次以官民联合方式进行,韩华航空航天公司负责火箭的制造及组装,并参与韩国航空宇宙研究院主导的发射操作。韩国政府将以此次发射为基础,持续推进新一代火箭开发、月球探测、深空探索等工作,朝着“跻身世界第五大太空强国”的目标迈进。

12月,韩国多用途应用卫星“阿里郎7”号在法属圭亚那的航天中心发射升空。“阿里郎7”号将经过卫星在轨测试和初期运行后,从2026年上半年起传输地面观测视频。该卫星搭载可分辨出直径0.3米大小物体的高分辨率光学摄像头和红外传感器,卫星拍摄的视频将用于监测灾害、防范灾难,以及观察和分析城市热岛等地质与环境变化。

南非
     

首颗国产观测卫星发射  太空气象预警中心升级

本报驻南非记者 冯志文

2025年,南非提升了其航天技术和探索能力,在地球观测、空间科学、卫星开发和国际合作等方面取得了重要进展。

南非举办了第九届国际宇航科学院行星防御大会。这是非洲大陆首次承办全球近地天体防御领域的顶尖盛会,来自世界各地的科学家、政策制定者及航天机构代表围绕“守护地球免受小行星威胁”主题展开深度对话,共商地球安全未来,南非本土航天力量的崛起成为会议焦点。

9月,南非发射“桑邦迪拉-2”地球观测卫星。该卫星是南非自2009年以来发射的首颗完全国产的地球观测纳米卫星,装备有6.5米分辨率多光谱成像仪,可用于土地利用监测、灾害响应和农业规划,其机载AI处理器可用于实时图像分析。该卫星设计和制造的本地化率超过70%。

南非扩建了太空天气区域预警中心。位于赫尔曼纳斯的SANSA空间气象中心,升级为非洲太阳风暴预报的主要枢纽,部署了三组新的磁力计阵列,扩大了洲际覆盖范围。2025年启用的主焦红外微透镜实验望远镜,标志着南非在建设全球天文学研究和观测中心的道路上迈出了重要一步。   

日本

准天顶系统加速部署  卫星发射失败延误组网

本报驻日本记者 李杨

2025年,日本空间技术发展的关键词是“工程化”和“稳定性”。

在经历多次试验和调整后,日本新一代主力运载火箭H3逐步迈向常态化运行阶段。2月,日本宇宙航空研究开发机构使用H3火箭5号机发射了准天顶卫星“引路6号机”。准天顶卫星导航系统被称为“日本版GPS”,该系统能提高GPS系统的定位精度,并在GPS信号无法覆盖的地区提供紧急地震快报等服务,具有重要的实用价值。

根据内阁府公布的规划,日本计划在2026年3月底之前再发射两颗“引路”系列卫星。届时,该系统的卫星总数将达到7颗,使日本能够实现不依赖国外卫星的独立定位导航。这将提升日本在卫星导航领域的自主性和竞争力。不过,12月底在鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射的H3火箭8号机任务宣告失败,这将导致“日本版GPS”组网进程再度延迟。
   
  

责任编辑:左常睿

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