2021年有哪些太空活动值得关注？

2020年的太空业出现了不少值得留在人们记忆中的事件，包括私人太空公司SpaceX第一次送宇航员进驻国际空间站、在月球表面发现更多水分、金星大气层发现膦分子等。新年到来意味着新的希望，今年有多个太空活动值得期待。

NASA的Q-PACE太空实验室

大小10 x 10 x 30厘米的方形卫星。（NASA）

这个为期三年的项目使用一个小巧的方形卫星置于地球近轨道上空，研究在微重力的环境下，小粒子相互碰撞怎样组合成大粒子。该项目原计划在去年底升空，现在推迟到1月15日从加州的莫哈韦航空航天港（Mojave Air and Space Port）发射。

Q-PACE是方形卫星粒子聚集与碰撞实验（CubeSat Particle Aggregation and Collision Experiment）的简称。这个卫星只有10x10x30厘米大，里面装着各样大小、密度、材质和形状的粒子，从微米大小的硅酸盐粉尘，到厘米大小的石英球颗粒。

抵达地球上空的轨道后，箱子将用不同速度、沿着空间三个方向分别的震动模式，让箱子里面的粒子互相撞击。在箱子内灯光的照射下，利用相机以每秒90帧画面的速度拍摄粒子的撞击过程。

毅力号将抵达火星

毅力号着陆火星的假想图。（NASA）

2021年人类探索火星的研究将开启新的篇章。毅力号（Perseverance）探测器于去年年中从地球出发，今年2月18日将登陆火星。到时候飞船得在420秒之内，从时速1.2万英里减速到完全停止。

这个项目计划进展687个地球日，相当于火星上的一年。毅力号的设计主要是为了探察火星在远古时期，是否存在支持微生物生存的环境，当然更希望找到火星上远古生命的痕迹。

除了在当地进行检测之外，采集的部分样品将由另一个航天器送回地球。这将是历史上人类第一次把另外一个行星上的物质采集到地球上来。

此外，毅力号上还搭载了一架直升机，届时将在火星上飞行探索。它是人类制造的第一个在外行星上使用的飞行器。考虑到火星上的大气浓度只有地球的大约1%，设计师们热切地等待看到它在火星环境下的飞行情况。

这个任务还将帮助NASA研究怎样利用火星上高二氧化碳浓度的大气产生氧气的技术，为将来宇航员登陆火星奠定基础。

大型强子对撞机重启

大型强子对撞机示意图。（CERN）

欧洲核研究机构（CERN）的大型强子对撞机（LHC）2018年12月10日以来关机维护，今年3月将再次启动，为2022年第三轮大型观测实验项目做准备。2025年它将再次关机检修和升级，2027年进行第四轮实验。

大型强子对撞机是地球上最大的高能粒子实验设施，大量天文学研究依赖于它的实验数据。

“花月”月全食

5月是北半球鲜花盛开的季节，因此5月的满月也称为“花月”。而今年的花月，将迎来一次月全食。

6月10日月环食

不到一个月之后的6月10日，北半球还将看到一次月环食。俄罗斯、加拿大和格陵兰（Greenland）是最佳的观测区域。不过，网上会有很多在线直播的资源，各地的观众都可以欣赏到。

改道小行星项目

7月22日，美国宇航局（NASA）将启动“双小行星重定向测试”（Double Asteroid Redirection Test，简称DART）项目，发射一个太空器撞击小行星使其改道。

这次选中的目标是Didymos，希腊语中“双胞胎”的意思。它由一大一小两部分组成，大颗的直径约800米，小的直径约150米，小颗行星象卫星一样，在约1,100米处绕着大颗行星公转。Didymos的轨道与地球轨道并无交点，对地球没有威胁。研究者想通过这个试验了解，未来威胁地球的小行星出现之时，这种方法是否足以改变其轨道。DART计划瞄准这个系统中小颗的行星。

NASA估计，如果成功，小颗行星的轨道每秒将改变半厘米。虽然看上去很小，NASA称，随着时间的推移，对其轨道周期的影响是显着的。

Lucy探测器10月16日启航

Lucy探测器造访小行星假想图。（NASA）

Lucy是NASA即将开展的最大型的探索项目之一，在未来十年内将造访8颗小行星，包括将第一次造访木星轨道周围的“特洛伊小行星群”（Trojans）。

特洛伊小行星群是在木星轨道前后各60度的地方，和木星一起绕行太阳的两个小行星群。最先发现它们的天文学家用《伊利亚特》剧中特洛伊战争的人物为它们命名，因此这些小行星统称为“特洛伊小行星”。

NASA认为，这个小行星群内蕴藏着太阳系形成初期的重要线索。

Parker太阳探测器飞掠金星

帕克太阳探测器飞掠金星假想图。（NASA）

2018年发射的帕克（Parker）太阳探测器，将于2月和10月分别完成第四次和第五次飞掠金星，为2025年抵达最靠近太阳的地点做准备。

有意思的是，人们听说的大部分飞掠天体的行动，都是为了从天体借力加速、节省燃料。可是帕克探测器这两次飞掠行动，却是为了使其抵达靠近太阳的轨道而减速。按照设计，这个探测器在七年的旅途中，共将飞掠金星互动七次。

James Webb望远镜10月31日升空

筹划建造多年、耗资近90亿美元的詹姆斯韦伯太空望远镜（James Webb）将于今年10月31日升空。它是著名的哈勃望远镜的接替者，目标观测宇宙内最早期诞生的一批星系和恒星。

科学家发现宇宙诞生初期的一批恒星很奇怪，完全不含有金属元素，看来金属元素是在恒星后续的演化过程中逐渐合成的。这些星系距离地球超百亿光年，詹姆斯韦伯望远镜是新一代唯一有能力探索久远以前宇宙信号的太空器。

月球水分分布图测绘项目

LunaH-Map探察月球含水区域示意图。（Arizona State University）

以前科学家只猜测在月球两极、终年不见阳光的撞击坑底部才存在结晶态的水分。可是2020年科学家在月球表面阳光照得到的地方，也发现了水分子的踪迹。

今年，LunaH-Map项目将仔细探察月球含水的区域，希望绘制出一张月球表面的水分分布图。该项目将发射一个只有鞋盒子大小的探测器，在月球的低空轨道上，利用新型中子光谱仪精确定位水分所在的位置。

这个探测器预计最晚在11月升空。

12月4日南极日全食

南极洲12月4日将看到今年唯一的一次日全食，月亮把太阳完全遮住。下一次日全食将在2023年，只有东南亚和澳大利亚部分地区可以看到。美国地区能看到的日全食将在2024年。