2015年世界科技发展回顾

美国

 

资料图：“好奇好”火星探测器

 

太空探索成绩斐然，人类对太空宇宙认知边界再次拓展，NASA仍是当之无愧的世界“领跑者”。

 

何屹（本报驻美国记者）太阳系探索中的热点仍是对火星的探索，2015年人类对火星的了解也大大加深：火星大气与挥发演化探测器（MAVEN）向我们描绘了火星的“摇滚范儿”面貌。利用火星勘测轨道飞行器（MRO）上搭载的成像光谱仪，美国国家航空航天局（NASA）发现了火星表面液态水的证据，及火星上存在大量陨石撞击形成的玻璃。根据“好奇”号的观测数据，

 

首次计算出火星年轻时期，其表面含水量曾超过北冰洋。而火星之所以变成一个干燥、寒冷的沙漠世界，是由于太阳风夺走了火星大气。

 

NASA公布了登陆火星“三步走”计划，同时正在研究火星软着陆技术，研发登陆火星的充气式飞船，并打算利用折叠飞机勘测火星。正在研发中的火星直升机将大大提升漫游车路径规划效率。在动力方面，核裂变动力火箭或将飞往火星的时间缩短一半，而最令人兴奋的技术则是正在研制的新型离子发动机，它有望使人类的火星之旅缩短为39天。

 

对于金星，美国研究人员提出通过声波来探测金星的地震活动；对于木星，NASA实验证明，木卫二黑暗物质可能是海盐，并计划2020年探测木卫二；而水星探测器“信使号”飞船坠毁水星表面，成功结束了11年的探测任务。

 

对于冥王星，7月“新视野”号探测器在“飞越冥王星”任务中，带领人类首次近距离观察冥王星，NASA公布了迄今最清晰冥王星照片，发现冥王星也有“蔚蓝天空”，标志着行星探索黄金时代的一个顶峰。在NASA指令下，“新视野”号在近距离飞掠冥王星后，去探访柯伊伯带天体。

 

2007年发射的“黎明”号小行星探测器在2012年离开灶神星后，于2015年抵达矮行星谷神星，传回了一张到目前为止最清晰的谷神星图像，并绘制了其表面地貌的彩色图像。

 

在小行星方面，一颗宽度约0.54公里的小行星与我们“亲密地”擦肩而过，而一颗名为2011 UW-158的铂金内核小行星也飞掠地球，NASA3月宣布，其小行星捕捉任务将采取巨石捕捉方案。

 

在寻找地外生命方面，开普勒太空望远镜找到了迄今为止最像地球的两个星体，被命名为开普勒438b和开普勒442b。7月，NASA首次确认了一个与地球近似大小、围绕一个类太阳恒星运转、公转轨道位于宜居带内的行星——开普勒-452b，成为寻找“另一个地球”的一座里程碑。不过，科学家认为更多类地星体或许尚未“出生”。

 

在深空探测方面，美国发现迄今最遥远的星系，距地球约132亿光年。而迄今最曜亮的星系也被“广角红外测量探测器”（WISE）发现。令人振奋的是，美国密歇根大学对“罗塞塔”号彗星探测器数据的分析表明，在67P彗星彗核周围的气体——彗发中发现了氧气分子，这在历史上尚属首次。“尤利西斯号”太空探测器则检测到900多个粒子，该成果将帮助科学家对宇宙天体形成过程中星际尘埃所扮演的角色有更深刻的理解。

 

在天文望远镜方面，世界最大的“30米口径望远镜（TMT）”光学天文望远镜动工；而正在研制的一款名为阿拉戈望远镜的新的在轨望远镜，其生成的图像将比哈勃太空望远镜清晰1000倍，美国能源部已批准了建造这款世界上迄今最大的数码相机。

 

在航天运输方面，美国私企SpaceX夺人眼球，为美国军方发射第一颗军用卫星，载人“龙”飞船逃生系统测试成功，虽尝试回收火箭和海上软着陆失败，“龙”飞船执行的第三次货运补给船升空3分钟即命殒长空，但临近年终的12月，猎鹰九号运载火箭将11颗通讯卫星送入预定轨道后成功实现火箭第一级的着陆回收。此前的11月，亚马逊“掌门人”杰夫·贝索斯旗下的蓝色起源公司发射的一枚火箭成功实现软着陆并完成回收，成为全球第一个发射升空后又完好无损返回地面的火箭，足以载入火箭飞行的史册。此外，美将发射探空火箭测试空间技术，“巨无霸”运载火箭也将于2018年亮相，科学家正在考虑太空电梯中的材料和设计，将其作为火箭技术的替代，“坐电梯游太空”呼之欲出。

 

在航空方面，NASA成功测试可变形机翼，测试了拥有18个引擎的电动机翼；10台引擎的电动飞机试飞成功；美无人机实现可长期留空不落地。

 

值得一提的是，8月美国休斯敦一间负责运营国际空间站科学研究平台的企业NanoRacks，与中国院校达成“历史性”协议，允许中国一项生命科学实验在国际空间站上完成。这意味着国际空间站将迎来首个来自中国的研究项目；同样在8月，在太空种植的生菜喜获丰收，宇航员称：“太空蔬菜的味道好极了。”

 

英国

 

资料图：正在国际空间站的英国宇航员蒂姆·皮克

 

派宇航员首次造访国际空间站，多项计划陆续出炉，力争空间领域一席之地的决心可见一斑。

 

郑焕斌（本报驻英国记者）5月，英国卫星通讯企业国际海事卫星组织宣布，其“全球无线宽带网络”的最新一颗组网卫星发射日程被迫推迟。正在组建中的“全球无线宽带网络”是英国最大的商业太空项目，需要至少三颗在轨通讯卫星来覆盖全球，目前已有两颗卫星在轨运行。

 

6月，英商务大臣宣布将投资1000万英镑，用于发展3D打印技术在航空航天领域中的应用，以帮助英国保持在该领域的全球竞争力。

 

11月，英喷气发动机公司宣布，英国航空航天系统公司已决定向其注资2060万英镑，政府也将拨款6000万英镑，以协助该公司开发可用于空天飞机的先进发动机技术。该公司希望能在未来数年内建造出地面测试用的发动机，并在2025年前开展无人飞行测试。

 

12月，英国宇航员蒂姆·皮克搭乘俄罗斯“联盟”号宇宙飞船升空到国际空间站，执行一项名为“原理”的任务。这是英国宇航员首次造访国际空间站。皮克将在国际空间站工作7个月，从事一项与医学科学、放射物理学和材料科学有关的科学实验。同时，他还将完成一项“教育与推广活动计划”。该计划耗资300万英镑，由英国空间局负责运作，旨在激发学生对空间科学的兴趣，并提高对STEM（科学、技术、工程和数学）专业的兴趣。

 

法国

 

资料图：欧洲航天局的阿丽亚娜运载火箭

 

支持欧洲空间局多次重要卫星发射，并重新启动伽利略卫星发射计划，引领欧洲航空航天业加速发展。

 

李宏策（本报驻法国记者）年初，欧洲委员会批准重新启动伽利略卫星发射计划，伽利略定位系统有望在2016年前开始提供初步定位服务。伽利略卫星定位系统将由30颗卫星组成，预计总投资达80亿美元，规划到2020年完成全部卫星入轨并提供全面的高精度定位服务。

 

作为全球环境与安全监测系统（即哥白尼计划）的重要组成部分，欧洲“哨兵－2A”环境监测卫星于6月成功被送入轨道。该卫星携带一枚多光谱成像仪，运行期间将提供有关农业、林业种植方面的监测信息，对预测粮食产量、保证粮食安全等具有重要意义。此外，它还将用于观测地球土地及森林覆盖变化，监测湖水和近海水域污染情况，以及通过对洪水、火山喷发、山体滑坡等自然灾害进行成像为灾害测绘和人道主义救援提供帮助。

 

航空方面，由欧洲空中客车集团开发的第一代E－Fan全电动飞机从英国东南部肯特郡飞抵法国北部加来海峡省，成为世界首架依靠自身动力起飞并成功飞越英吉利海峡的全电动飞机。

 

年终，欧洲航天局用于验证太空引力波观测技术的“LISA探路者”探测器成功发射，这将为人类太空探索打开新的大门，同时也有助于进一步验证广义相对论。“LISA探路者”内部带有两个质量为2公斤的金铂合金立方体，科学家可通过激光望远镜观测这两个独立放置的物体在运动中的相对位置变化，以证明引力波的存在。

 

德国

 

资料图：彗星探测器“菲莱”成功登陆彗星67P

 

太空计划与欧盟航空航天项目密不可分，同欧空局一起找到彗星登陆器“菲莱”，测量出彗星67P上存在氮分子。

 

顾钢（本报驻德国记者）欧空局（ESA）太空探测器“罗塞塔”号搭载的“菲莱”彗星登陆器成功登陆彗星67P。3月，欧空局宣布“罗塞塔”号探测器首次测量到了彗星67P上的分子氮，其被认为是太阳系形成时最常见的氮类型，被科学家称为“最想找到的分子”。

 

6月，欧空局宣布，“菲莱”在失联7个月后与地球重新取得联系，位于德国达姆斯达特的欧空局测控中心专家对重新找到“菲莱”非常激动，发回的信息显示，登陆器上的电脑和信号发射器都经历了极端情况的考验。

 

为了打破美、俄在航天领域的技术垄断，开发可重复使用的载人飞船，欧空局采用一枚织女星VV04型运载火箭成功将欧洲试验性飞船（IXV）发射升空。来自德国、意大利和法国等欧洲国家的40家研究机构和企业参与了IXV飞船的研发。

 

此外，欧洲伽利略卫星导航系统第9颗和第10颗卫星成功发射，这两颗卫星的主承包商是德国OHB公司，具备“全面运行能力（FOC）”。

 

一项有趣的成就是，德国汉诺威大学科学家开发出首个“人体卫星导航”设备，通过绑定在腿部的电极来发出刺激信号，“告诉”使用者应朝哪个方向行进。未来该设备将与GPS相连，除了能够方便游客，还可用于体育运动、控制和疏导人群、引导消防员救灾。

 

俄罗斯

 

资料图：俄罗斯拜科努尔航天发射场

 

进一步整合航天工业，重组航天机构，加快“东方”航天发射场建设，积极开展国际合作，重点推进火星探索和登月项目。

 

亓科伟（本报驻俄罗斯记者）近年来，俄航天业多次出现火箭发射事故，体制弊病和多年积累的痼疾令俄罗斯下定决心对航天业进行彻底改革。为提升航天业竞争力，俄计划将联合火箭航天公司与联邦航天署合并重组，组建新的“Roskosmos”公司，目前重组时间表尚未公布。按照设想，新公司与俄罗斯国家原子能公司相似，有权对政府划拨预算资金进行管理、分配，可制定并向政府提交行业法律草案，对行业实施法律规范。此外，新公司还将吸引私人资本进入火箭航天领域。俄副总理罗戈津对重组后的新公司寄予厚望，他表示2025年前其劳动生产率将会提高两倍，人员工资将会提高一倍。

 

2015年底，位于俄阿穆尔州齐奥尔科夫斯基市乌格列戈尔斯基镇的“东方”航天发射场建设取得新进展，发射场安装试验塔的不间断供电系统建设完成，初步具备使用条件。此外，“联盟-2”运载火箭发射系统、技术系统、公路和铁路、外部供电和安全系统、带必要基础设施的住宅及测量工具系统等也在加紧建设。按计划，“东方”航天发射场将于2016年完成首次火箭发射。

 

俄在航天领域继续与其他国家加强国际合作。9月，俄“联盟-ST”运载火箭从法属圭亚那库鲁发射场发射，将两颗伽利略导航系统卫星送入预定轨道；俄计划于2017年开始建设新空间站，拟邀请美国、欧洲及金砖国家共同参与建设，将其打造为登月及前往更遥远星球的中转站。

 

火星探索方面，俄积极参与“ExoMars”火星探索项目，俄科学院空间研究所为衡量气体轨道器模块研制了大气化学光谱综合测定系统和“FREND”中子光谱仪。2016年初，俄将使用“质子-M”火箭发射由欧空局研制的在轨卫星和实验性登陆舱。

 

目前，俄已开始着手实施2029年登月计划。俄科罗廖夫能源火箭航天公司总裁索恩采夫表示，按照计划首先需要发射四次“安加拉-A5B”号重型运载火箭，之后于2021年启用用于登月计划的新宇宙飞船，2023年向国际空间站发送该飞船，并与空间站实现对接，2025年实现飞船至月球的自主飞行，优化载人技术，2029年进行载人飞月和登陆月球。

 

9月，俄举行从外星球轨道降落到星球表面的仿真实验“星座-5”，10月底举行了第一次完全由女性宇航员参加的隔离研究项目“月球-2015”，俄航天专家拟通过这些实验研究太空飞行对宇航员身体状况的影响及在星球表面开展工作的可行性。

 

加拿大

 

延长参与的国际空间站任务，支持开发新一代监控和定位技术，开发新型太空电梯技术。

 

冯卫东（本报驻加拿大记者）为提升航空航天业的竞争力，加政府从2013—2014财年开始的5年内将为“航空航天和国防战略计划”投入1亿加元，并发起成立“加拿大空间政策框架”，为航空航天业提供综合性的发展方案。加政府将和航空航天业协会共同发起“全国航空航天产业发展倡议”，将加拿大参与国际空间站任务延长至2024年，并从2016—2017财年开始的4年内，向加拿大卫星通信部门追加3000万加元，支持开展前沿技术研发。

 

3月，加政府宣布将通过宇航与国防战略计划（SADI），向L-3 Wescam公司投入7500万加元的有偿资助，支持其研发新一代监控和定位技术。作为研发先进机载成像和传感器技术的最大防务企业，L-3 Wescam公司的产品在国防、监测、搜索和救援领域已得到广泛应用。

 

9月，加拿大Thoth科技公司宣布，已获得美国的专利，兴建一座高达两万米的可充气太空电梯，将使用加压段塔式设计制造20公里的电梯，以及位于顶端的电梯平台。该平台可以用于通讯、旅游或作飞行器发射之用，大大减少宇宙飞船发射成本，希望开创太空旅游新时代。

 

以色列

 

 

召开第十届伊兰·拉蒙国际空间会议，主办第66届国际宇航大会。

 

冯志文（本报驻以色列记者）年初，以色列举办第十届伊兰·拉蒙国际空间会议。美国国家航空航天局、意大利空间局、日本空间局、欧盟及联合国外太空事务办公室的官员和宇航员出席了会议。会议总结了2014年国际航空航天科技成果，展望了航空航天技术的发展趋势，并深入探讨了环地中海空间合作和纳米卫星技术的发展未来。

 

9月，第66届国际宇航大会在以色列召开，来自全球58个国家和地区的宇航局、航天科技公司、科学研究机构、高等院校的2000多名代表出席大会。本届大会以“太空——通向人类未来之门”为主题，由各项会议、专题研讨、各国航天成果展览三大部分组成。大会围绕空间科学与空间开发、太空技术新应用、太空探索与人类生活等多个议题，进行7场国际宇航联合会全体会议、3场专题讲座，以及多个研讨展示活动。

 

日本

 

航天航空方面的发展并不均衡，太空观测、空间探索等方面居于世界前列，但在其他方面则成果不多。

 

葛进（本报驻日本记者）国立天文台和东京大学的研究人员通过天文望远镜“昂”，在太空中确认了9处具有银河星团规模的暗物质的集中区域；国立天文台等研究机构证实，新星爆发时会大量成生第三轻的元素锂。这也是人类首次直接观测到生成、释放出锂的天体。

 

日本发射的小行星无人探测器“隼2”正在顺利飞往目的地——小行星“龙宫”。该探测器已经利用地球重力进行了轨道修正和加速，目前其状态良好。

 

11月，日本利用H2A改良型火箭成功发射一颗加拿大的商业通信卫星。这也是日本的火箭首次承担商业发射任务。

 

12月，宇宙航空研究开发机构的金星探测器“晓”开始进入金星轨道。“晓”在2010年曾试图进入金星轨道对其进行观测，但由于主引擎出现故障而失败。此次为第二次挑战，如果成功将开始日本首次对行星的探查。

 

巴西

 

继续推进“航宇国防创新”计划，支持航宇、航空、国防与公共安全领域的技术创新。

 

邓国庆（本报驻巴西记者）“航宇国防创新”计划作为“企业创新”计划的一部分，主要面对工业界与研究中心，旨在鼓励私营企业与研究机构的合作，促进技术创新项目投资的分配。

 

巴西自行研制的KC-390大型军用运输机2月首飞取得圆满成功，标志着巴西国防工业又迈出了关键性一步。巴西空军此前已宣布，将斥资72亿雷亚尔（约合29亿美元），在10年内购买28架这种运输机，以替代现有的美制C-130“大力神”飞机。首架飞机将在2016年年底交付。KC-390是一款用于给部队运送补给的运输机，同时也可执行搜救、森林火灾救险等任务，可运输26吨货物，时速可达870公里。

 

2月，巴西第一颗完全自主研制的微型人造卫星AESP-14号搭乘美国太空探索技术公司的“龙”飞船发射升空，与国际空间站对接后，卫星从运行轨道距离地球约340公里的国际空间站成功释放进入太空轨道。巴西航天局已累计拨款56万美元用于发展包含三个微型卫星发射项目的一揽子计划。除AESP-14号外，今后预计还将发射其他卫星。

 

巴西航空工业公司是世界五大公务飞机制造商之一，也是全球唯一一家研发由四款70座至130座级飞机组成的现代化系列商用飞机的制造商。2月，该公司向美国航空交付了一架E175飞机，这是双方于2013年12月签署的60架E175喷气飞机确认定单的首架飞机。双方签署的合同还包括90架E175飞机的承诺订单，潜在订单总数达150架。在6月法国第51届巴黎-布尔歇国际航空航天展览会上，该公司推出E-系列喷气飞机第二代产品——E-Jets E2系列飞机。

 

韩国

 

在高空无人机等领域取得技术突破，在空间作战领域迈出新步伐。

 

薛严（本报驻韩国记者）8月，韩国航空宇宙研究院宣布，在韩国全罗南道高兴郡航空中心起飞的无人机EAV-3成功进入属于平流层范围的海拔14.1千米高空。EAV-3机体全长9米，使用电池作为动力源，在利用锂电池起飞后，逐渐提升飞行高度，并开始使用太阳能电池。韩国航空宇宙研究院2010年开始研发太阳能无人机，实现过最高飞行高度10千米、持续飞行25小时的成果。韩国航空宇宙研究院还计划2016年挑战延长无人机的续航时间。

 

在空间作战领域，韩国空军在韩国陆海空军三军总部鸡龙台设立了“宇宙情报状况室”。韩国空军计划通过状况室来收集并分析人造卫星等宇宙物体的接近与碰撞与否、火箭发射、脱离或重新进入轨道情况及宇宙气象等信息，并与相关机构共享。韩国空军方面表示，这是韩国第一个为利用宇宙空间而成立的控制室，暂时将根据美国提供的太空情报进行分析，并计划在未来引进卫星探测等设备，以培养独立的信息收集能力。韩国决定在控制室设置去年年末完成的“宇宙共同作战状况图”，通过2D和3D方式分析卫星现状。