2023年，新任務與新希望

文/張晨

在多重因素的作用下，一批又一批航天項目從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靜止軌道商業通信衛星的發射，以及一系列新的運載火箭即將首飛，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星

▲“靈神號”將成為首個探訪金屬質小行星的任務

深空任務迎來小高潮

木星冰月探測器將在2023年4月中下旬搭乘最后一發阿里安5 火箭發射升空，踏上長達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的首發任務，由空客集團抓總研制。該探測器可能和商業通信衛星平臺共用了一些組件，并且添加了兩對引人注目的十字形二維展開太陽能帆板，設計壽命不小于11.5年，探測器發射質量4800千克，攜帶11件儀器。

按照計劃，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月抵達木星，并且制動進入環木軌道。隨后，木星冰月探測器開始建立一系列共振軌道，包括2次木衛二飛掠、12次木衛三飛掠和21次木衛四飛掠，以借助這些大衛星的引力完成連續下降。2034年“木星冰月”將制動進入500千米木衛三環繞軌道，并且環繞木衛三飛行到至少2035年。最后探測器會墜落在木衛三上。

“木星冰月”是人類新一批木星探測高潮的第一個任務，但由于其較為漫長的巡航軌跡，其到達時間晚于將在2024年發射的木衛二快帆探測器，這一系列探測器的目標將聚焦在引人注目的木星衛星上，研究它們的冰層和地質環境，搜尋潛在的地下海洋，對木星衛星可能的生命起源進行初步探索。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外，因為軟件故障而推遲的主帶小行星探測器“靈神號”也重新計劃在2023年10月發射。該探測器屬于美國宇航局的“探索16”任務，計劃于2029年抵達小行星靈神星，開展21個月的科學探測。

16號小行星靈神星，是一顆巨大的M型主帶小行星，其直徑達到222千米。科學家認為，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識。

該探測器使用勞拉空間公司的SSL-1300通信衛星平臺改造而來，使用全電推構型，甚至反作用飛輪消旋和姿態控制也使用電推進。“靈神號”使用4臺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使用高功率模式，而在抵達遠離太陽的主帶小行星時使用低功率模式。

原計劃和“靈神號”一同發射的兩個雙小行星探測器Janus A和B小型任務因為彈道改變，其中一個已經無法前往預定目標，但目前并不清楚新的目標是哪一顆小行星，現在2個探測器計劃搭乘別的任務，但目前還沒找到可用的發射。

月球探測持續發力，但有多少能準時發射尚不明朗。2023年的月球探測任務幾乎都是從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”。還有一個已經發射但尚未抵達月球的日本“白兔-R”月球著陸器。

“白兔-R”是由日本私營商業航天公司iSPACE設計建造的小型登月探測器，計劃在2023年4月著陸在月球的“夢之湖”地區。該探測器攜帶了阿聯酋第二項深空探測任務，10千克的拉希德號巡視器。該巡視器設計壽命14個地球日。

SLIM的全稱是“用于調查月球的小型探測器”，目前計劃在2023年第二季度搭乘H-2A火箭發射升空，該探測器發射質量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米的分辨率圖像數據，并使用圖像匹配制導技術在月球南極地區馬呂斯山的熔巖管附近，以100米的精度完成著陸。SLIM還將攜帶一個由日本宇宙航空研究開發機構研發的兩輪月球巡視器，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終于通過了測試，可以在2023年發射升空。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，導致避障相機等無法繼續搭載發射，這對于一個已經在地上放了幾十年的探測器來說無疑進一步降低了其成功的可能性。

2023年的深空任務仍然蓬勃發展，但大部分任務還是有可能推遲的。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月球著陸器等，但木星冰月探測器的發射告訴我們，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，而一個剛在2022年被提出的，名為“海衛一海洋勘測者”的任務被提前納入該評選。如果該任務入選，它將趕在2037年海衛一南極隱入極夜前勘探海衛一的火山地貌，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機構研發的第二個月球著陸器

▲印度阿蒂亞L1太陽探測器計劃于今年發射并且抵達日地L1點開展探測

▲ 阿里安6火箭首次合練，但首飛仍遙遙無期

▲RS-1小運載火箭

多型火箭推遲后迎來首飛

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

由太空探索技術公司研發的重型運載火箭“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過最大的火箭，起飛質量超過5000噸，復用下近地軌道運載能力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運載火箭為ABL研發的小型兩級液氧煤油運載火箭，原計劃于2022年11月在阿拉斯加州的科迪亞克太平洋航天港實施首飛，但該火箭連續3次在發射前因故障中止，故推遲到2023年1月11日首飛，但火箭疑似控制系統故障，所有發動機空中停車，火箭最終墜毀并爆炸。

“人族-1”運載火箭預計在2023年上半年發射，該火箭原計劃于2022年底在卡納拉維拉爾角LC-16發射，但發射因為靶場工作人員過感恩節和圣誕節而推遲。該火箭使用液氧甲烷動力，近地軌道運載能力1噸，但首次試驗飛行不搭載任何載荷。

火神大型運載火箭為聯合發射聯盟公司用于取代“德爾它4”和“宇宙神5”火箭而研發的新一代大型運載火箭。該火箭一子級使用液氧甲烷燃料，并且未來考慮復用發動機，捆綁0~6個固體火箭助推器。該火箭計劃在2023年上半年發射。

H-3運載火箭是日本的新一代大型運載火箭，用于以較低成本取代現有的H-2A和H-2B運載火箭。由于LE-9大型膨脹循環氫氧發動機的故障，該火箭從原計劃的2022年推遲到2023年。

▲ “人族1”是首款軌道級液氧甲烷運載火箭的有利競爭者

▲ 火神-半人馬座運載火箭將在今年首飛

▲ 經歷漫長排故后，H-3運載火箭計劃于今年2月12日首飛

載人航天兩型新飛船首飛

印度計劃在2023年進行兩次載人飛船“天船”的無人試飛，2024年12月進行首次載人航天飛行。新飛船使用兩艙構型，發射質量8200千克，由印度目前最強火箭“靜止軌道衛星火箭-3”發射，該火箭的近地軌道運載能力為10噸。

印度表示已對火箭芯級L110的Vikas-2B發動機、二級CE-20發動機和火箭助推器進行了相關測試，同時完成了乘員逃逸系統的低空逃逸發動機試驗和集成主降落傘空投測試。“天船”計劃在近地軌道運行7天。如果該飛船真的按照計劃發射，表明印度在追求成為世界載人航天第四極的路上前進了一大步。

除去印度的載人飛船，美國的新型商業貨運航天飛機“追夢者”計劃在2023年搭乘第二枚火神運載火箭首飛。追夢者航天飛機由內華達山脈公司研發，可攜帶5.5噸載荷。同時，它是首款商業貨運航天飛機，可以下行1750千克的載荷到地面。首飛將前往國際空間站執行82天任務，若本次任務成功，內華達山脈公司將正式執行美國宇航局授予的第二輪“商業補給服務”合同開展業務化貨物運輸服務。

2023年上半年，波音公司研發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的表現只能說差強人意，一系列故障使得CFT被繼續推遲，現在計劃2023年上半年發射前往國際空間站并且停留1個星期左右。

多國軍事衛星加速部署

美國將在2023年繼續發射大量的軍事衛星，包括低軌道的“國家太空系統”偵察衛星星座。國家太空系統“傳感層”總計28顆衛星，未來用于將國防空間體系構架計劃中后續的低軌道彈道導彈監測衛星數據傳遞到地面中心。該星座首批10顆衛星原計劃于2022年12月發射，但因為電源故障被推遲至2023年3月，余下的18顆衛星將在2023年6月發射，完成“傳感層”的組網。這兩次發射都使用“獵鷹9”來完成。

美國國家偵察局計劃發射NROL-107、NROL-69、NROL-174、NROL-68等任務。其中NROL-68為德爾它4重型運載火箭的倒數第二發，可能是一顆8300系列32米天線戰術信號情報衛星。NROL-107則可能是一顆基于KH-11 Blk5三超平臺研發的敏捷靜止軌道光學偵察衛星，可以用于開展對地成像和空間態勢感知。

美國太空軍有USSF-67等至少6次任務。由獵鷹重型火箭發射的USSF-67已經確定包括一顆CBAS-2衛星以及LDPE-3A環平臺衛星。

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

法國計劃在2023年2月發射“雪城4B”軍用通信衛星，該衛星是2021年的“雪城4A”的后續衛星。

總之，各國在2023年都將進一步加強空間軍事化，持續發射多種新型號新體制衛星，和平利用太空任重而道遠。

▲ 如果一切順利的話，印度的載人航天將在今年邁出第一步

▲ 追夢者號航天飛機將為國際空間站貨運提供有力補充

商業航天持續發展

2023年，世界商業航天將繼續圍繞低軌道衛星星座的建設等進行，但高軌道衛星也將在靜止軌道訂單徹底衰竭前爆發最后的繁榮。二者的分庭抗禮將頗為壯觀。

2023年3月，衛訊公司的“衛訊-3”甚高通量通信衛星搭乘重型獵鷹火箭發射升空。該衛星重達6.8噸，配置有一個超大口徑的網狀天線，衛星通量可達到驚人的1Tbps。“衛訊-3”衛星計劃發射3顆，通過軟件定義載荷給每個用戶提供100Mbps的上網服務，是靜止軌道衛星中的頂級水平。該發射還攜帶一顆名為“極光4A”的小型通信衛星，用于服務美國阿拉斯加。

第二顆“衛訊-3”衛星由阿里安6火箭發射，而第三顆“衛訊-3”將使用宇宙神5-551火箭。衛訊公司還在研發容量7倍于“衛訊-3”的“衛訊-4”，以及至少15倍于“衛訊-3”的“衛訊-5”極高通量通信衛星，似乎表明了衛訊公司要和低軌道通信衛星網絡掰手腕的決心。

火神運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”星座試驗星。這兩顆衛星原計劃使用ABL的RS-1火箭發射。“柯伊伯”星座的試驗星計劃被部署至590千米、38°軌道，為后續的數千顆衛星星座之間的星-地和星-星通信進行測試。

▲NROL-68已經在近期完成整合準備發射

▲“衛訊-3”將成為人類歷史上最強大的通信衛星

“星鏈”二代被細分為3個階段——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，新的二代星鏈衛星將開始組網。

發射次數創新高的2022年已經過去，2023年美國僅在卡納拉維拉爾角的發射計劃就將有87次，預示著世界航天在2023年將有更多的發射次數和更加復雜的載荷。隨著探測器重新踏上月球表面，商業航天不斷發展，多款新型火箭首飛，2023航天定會更加精彩。