俄羅斯

宇航員超長時駐太空

重型火箭技術躍新程

科技日報駐俄羅斯記者 董映璧

俄羅斯在空間技術與宇宙探索領域正書寫著新篇章，2024年更是迎來了兩大成就。

在太空探索方面，莫斯科時間2月4日11時30分08秒，俄羅斯宇航員乘組指令長奧列格·科諾年科成功打破了人類在太空停留總時長的世界紀錄。他超越了此前由俄宇航員根納季·帕達爾保持的878天11小時29分48秒的紀錄。這一壯舉發生在科諾年科職業生涯中的第五次太空之旅期間。莫斯科時間6月5日0時0分20秒，科諾年科更是成為了首位在近地空間總共度過1000個晝夜的人。此次為期一年的太空任務結束時，他太空飛行總時長達到驚人的1110天。

俄羅斯在重型運載火箭方面也取得了重大突破。4月11日，俄羅斯在東方航天發射場成功進行了“安加拉-A5”重型運載火箭的首次試射，并將測試載荷送入近地軌道。這款火箭的成功發射不僅展示了莫斯科重新確立自己在航天領域大國地位的決心，也凸顯了東方航天發射場在俄羅斯航天戰略中的關鍵地位。這枚三級火箭全長達54.5米，重量約為773噸，具備將約24.5噸的有效載荷送入太空的能力。

值得注意的是，自1991年以來，俄羅斯便啟動了“安加拉”計劃。俄國家航天集團強調，安加拉太空火箭綜合體的建設是一項具有國家重要性的特殊任務。它的啟用將使俄羅斯能夠從本國境內發射各種類型的航天器，為俄羅斯進入太空提供獨立保障，進一步鞏固其在全球航天領域的重要地位。

美國

探月尋星成果迭出

星艦項目表現搶眼

科技日報記者 張佳欣

2024年，美國科學家在月球與行星探測領域均有新發現。

美國馬里蘭大學的研究表明，月球一直在逐漸縮小，就像葡萄變成葡萄干一樣，導致其表面起皺并形成斷層。月球的縮小可能會導致月震，或對未來的人類探索構成威脅。對美國卡西尼號探測器觀察數據的分析表明，土星的衛星——土衛一存在地下海洋，但是否存在生命仍需進一步研究。此外，美國西南研究所科學家首次在兩顆小行星的表面探測到水分子，為揭示太陽系中水的分布提供了新線索。

在天文學研究領域，美國天文學家利用北雙子座望遠鏡的檔案數據，發現了迄今已知最重的超大質量黑洞對，其質量高達280億倍太陽質量，這一發現刷新了人們對黑洞質量的認知。美國勞倫斯伯克利國家實驗室對不斷膨脹的宇宙進行了迄今最精確的測量，為宇宙學研究提供了寶貴的數據支持。麻省理工學院和加州理工學院物理學家觀測到了一個黑洞“三體”系統，這一發現拓寬了人們對黑洞及其形成方式的認知。

在太空技術方面，SpaceX的“星艦”項目在2024年取得了顯著進展，特別是其獨特的“筷子夾火箭”技術入選了美國《科學》雜志的年度十大科學突破。2月，總部位于得克薩斯州的直覺機器公司成為第一家登陸月球的私人公司。9月12日，“北極星黎明”號任務完成人類歷史上首次商業太空行走，兩名宇航員走出太空探索技術公司的太空艙進入太空，推動了商業航天市場的進一步發展。

英國

銀河內外均獲新奇發現

最早黑洞追溯宇宙“黎明”

科技日報記者 劉霞

2024年，英國在揭示天體奧秘方面發力。

英國科學家主導的國際天文學家團隊，借助維斯塔天文望遠鏡，在銀河系中心發現了新型恒星。研究團隊給這些恒星取了一個“老煙民”的綽號，因為它們正在“吞云吐霧”。科學家對這些恒星為何會噴出塵埃知之甚少，最新研究有助他們進一步理解重元素在銀河系，乃至更遠星系中是如何傳播的。劍橋大學天文學家基于詹姆斯·韋布空間望遠鏡高級深星系外巡天獲得的數據，在宇宙大爆炸后僅3.5億年誕生的一個古老星系中，首次探測到了豐富的碳。這項發現有助于科學家進一步揭示宇宙以及地球生命的演化歷程。

黑洞是宇宙中最神秘和最強大的物質。劍橋大學領導的國際團隊使用韋布空間望遠鏡發現了迄今為止觀察到的最古老黑洞。該黑洞歷史可追溯到宇宙的“黎明時期”，約為大爆炸后4億年，距今超過130億年。牛津大學領導的國際團隊利用X射線數據首次證明，黑洞周圍存在一個“暴跌區域”，即物質停止圍繞黑洞旋轉，而直接落入的區域。他們還發現，該區域產生了銀河系觀測到的最強引力。英國和西班牙等國科學家組成的國際天文學家團隊，使用韋布空間望遠鏡，發現了宇宙誕生后僅7.4億年，就有兩個星系及其大質量黑洞正在合并的證據。這是科學家迄今觀測到的最遙遠黑洞合并事件，也是首次在早期宇宙中探測到這種現象。

法國

將量子加速計送入太空

為小衛星設計新發動機

科技日報駐法國記者 李宏策

從量子傳感到激光通信，從行星探索到發動機技術，2024年，法國在宇宙探索技術領域取得多項突破性成果，為未來空間科技發展奠定了重要基礎。

法國航天機構正式啟動“Carioqa”項目，計劃在2030年將量子加速計送入太空，精確繪制地球引力圖。這一世界首創的量子傳感器技術將在500—600公里的軌道上運行，通過激光操縱的冷原子在失重狀態下延長測量時間，從而大幅提高靈敏度。該技術將為預測地震、火山爆發及評估全球供水變化提供可能。

法國初創公司Ion-X開發了一種基于離子噴射推進技術的新型發動機，專為10—150公斤的小型衛星設計。這款發動機以液體燃料為動力，能夠在加載不足1升燃料的情況下實現3至5年的續航，同時具有在衛星壽命終結時助其脫離軌道的功能。這種技術具備高效經濟的特點，每次任務成本低于1000歐元，為小型衛星的長期在軌運行提供了可靠保障。

在土星衛星的探索中，法國巴黎天文臺科學家參與的團隊通過分析卡西尼號探測器的觀測數據，推測土衛一米瑪斯的冰殼下可能存在海洋。這片海洋位于冰殼下方約20至30公里深處，形成于2500萬至200萬年前，揭示了行星內部環境的獨特演化過程。

法國馬賽大學研究團隊借助韋布空間望遠鏡，首次在宇宙中發現了“懸空”冰的存在。這一發現為揭示地球生命化學成分提供了重要線索，研究人員得以探索冰在不同環境中的變化及其與光的相互作用，為行星形成過程中的分子生成機制帶來了新的理解。

法國還成功建立了一條低軌納米衛星與光學地面站之間的穩定激光鏈路，實現了高速光學衛星通信。這一全球首創的技術為太空激光通信的廣泛應用鋪平了道路。相比無線電波，激光通信具有速度快、隱蔽性高、抗干擾能力強等優點，可用于移動、海上及空中平臺，實現高質量的數據傳輸。

德國

參與地球觀測與行星探索

推動衛星技術小型化創新

科技日報駐德國記者 李山

2024年，德國在航空航天領域取得多項進展。

在太空探索方面，德國作為歐洲航天局的重要成員，積極參與地球觀測與行星探索任務，例如參與歐洲哥白尼計劃，以及和美國合作的月球和火星項目。德國成功發射地球觀測衛星EarthCARE和首顆量子通信微型衛星，并通過重建宇宙大尺度結構發現關鍵“引力盆地”。此外，德國天文學家發現了銀河系中質量最大的恒星黑洞，其質量為太陽的33倍，并開發了高精度光纖定位器，為未來天文研究提供支持。

德國還宣布將在薩克森州建立天體物理中心，用于處理大型望遠鏡數據，并建設地下實驗室。聯邦結構強化基金計劃在2038年前投入11億歐元支持該項目。

在衛星技術方面，德國推動小型化創新，開發可收集太空碎片的小型衛星系統，并支持專注衛星發射和數據分析的初創企業。例如，Rivada太空網絡公司計劃在2026年前部署300顆衛星，構建獨立于互聯網的“外聯網”系統，目前已獲超過100億美元訂單。

在航空技術領域，德國重點推進可持續航空研究，研發電動和混合動力推進系統，推廣可持續航空燃料，并引入數字孿生、人工智能等技術優化飛機制造流程。此外，德國積極參與下一代軍用飛機開發，與法國和西班牙合作推進未來作戰空中系統項目，同時研發先進無人機。

在空中交通方面，德國探索空中出租車和無人機的城市應用。德國航空航天中心開發的下一代智能座艙項目，通過遠程副駕駛站技術，實現地面對飛行的實時監控，為未來智能化空中交通系統奠定基礎。

日本

首次實現月球表面著陸

拓展太空實驗觀測能力

科技日報駐日本記者 李揚

從月球探測到國際空間站，從技術發展到國際合作，日本在2024年的宇宙技術發展中實現多領域突破。

年初，日本宇宙航空研究開發機構的月球探測器“SLIM”首次在月球表面成功著陸。這一成就標志著日本在月球探測技術領域取得了重大突破。同年2月，新一代大型主力火箭“H3”從種子島宇宙中心成功發射，進一步增強了日本的太空運輸能力，為未來太空任務奠定了堅實基礎。

在規劃方面，日本于3月首次制定了《宇宙技術戰略》，明確了未來技術發展方向。該戰略旨在提升日本的宇宙開發競爭力，確保其在國際太空領域中的地位。

在國際合作領域，12月，日本宇航員大西卓哉被任命為國際空間站指揮官，這是日本參與國際太空活動中的重要一步。同時，國際空間站的“希望”號日本實驗艙成功釋放了5顆超小型衛星，進一步拓展了日本在太空實驗和觀測方面的能力。

韓國

成立宇宙航空廳

加速研發登月艙

科技日報駐韓國記者 薛嚴

2024年，韓國在宇宙探索領域取得了顯著進展，尤其在政策統籌、技術研發和國際合作方面，展現出日益崛起的太空探索實力。

年初，韓國正式成立了宇宙航空廳，成為主管航空航天政策、研發和產業的專門機構。宇宙航空廳隸屬于韓國科學技術信息通信部，旨在集中資源推進具有產業價值的宇宙項目。其成立標志著韓國政府在未來幾年將大力推進宇宙開發，2024年共計撥款7000億韓元，計劃到2027年將預算增至1.5萬億韓元。

為了實現2032年登月的目標，韓國宇宙航空廳啟動了月球探測第二階段項目，并加快了登月艙的研發。同時，韓國還制定了“韓國宇宙探索路線圖”，聚焦可重復使用運載火箭、韓國GPS和新一代火箭發動機的研發。2025年，韓國將進行“世界”號運載火箭的第四次發射，這將是推動韓國進入商業發射服務市場的重要一步。

在加強基礎設施建設方面，韓國在全羅南道高興郡的羅老航天中心完成首個民用小型發射體發射場建設工作，為未來的宇宙發射任務提供了堅實的支持。同時，韓國也在推動宇宙產業集群建設，計劃在大田、慶南泗川和全羅南道高興郡打造三角體系，促進產業鏈條的完善和創新。

此外，韓國在國際合作方面也取得了突破。2024年，宇宙航空廳與美國國家航空航天局就“阿爾忒彌斯研究協議”達成共識，雙方計劃共同進行可行性研究，推動韓國進一步參與美國的載人登月任務。此外，韓國還與歐洲航天局、印度空間研究組織、法國國家空間研究中心等國際空間機構深入探討合作方案，計劃共同開展包括黑洞觀測等項目。

南非

與美國合建空間探測設施

亞軌道火箭發射設施落成

科技日報駐南非記者 馮志文

2024年，南非在空間技術和宇宙探索領域取得了一系列重要進展，進一步鞏固了其在非洲航天領域的領導地位。

南非國家航天局與美國國家航空航天局合作推動了多個重要項目，尤其在月球和深空探測基礎設施方面取得了顯著突破。雙方共同建設了一個新的天線設施，這是美國國家航空航天局月球探測地面站點計劃的一部分，旨在支持“阿爾忒彌斯”登月任務和未來火星探測任務。這一設施的建設不僅體現了南非在全球太空探索工作中的重要作用，也增強了其在深空探索技術方面的能力。

在航天發射方面，南非和國際合作伙伴共同建設的亞軌道火箭發射設施在德內爾·奧弗伯格測試場正式落成。該設施能夠發射用于科學研究和測試航空航天技術的亞軌道火箭。

在地球觀測方面，南非的EO-Sat1地球觀測衛星繼續在環境監測、災害管理和氣候變化監測方面發揮著關鍵作用。該衛星為農業、城市規劃和氣候變化監測提供關鍵數據，凸顯了空間技術的社會經濟效益。

此外，南非積極推動區域和國際合作。南非參與了非洲聯盟的太空政策和戰略制定，倡導資源共享，并推動遙感和電信衛星技術的聯合開發。

以色列

衛星制造有喜有憂

計劃培養女宇航員

科技日報記者 胡定坤

2024年，以色列在衛星制造和宇航員培養方面有新動向。

7月，以色列航空航天工業公司與摩洛哥簽署高達10億美元的衛星制造協議。以色列將基于OPTSAT 3000先進光電偵察衛星平臺為摩洛哥建造兩顆情報收集衛星。據報道，該型衛星對地成像分辨率可能達到0.5米，具備高可靠性，實際運行時間大大超過設計壽命。

但是，在準備為別國建造間諜衛星的同時，以色列本國的間諜衛星卻正在陷入危機。以色列軍事情報局負責運行的7顆“奧菲克”系列偵察衛星中有3顆在2月以后先后耗盡燃料失效。這些衛星已經超期服役多年。

在民用航天領域，9月，以色列創新、科學和技術部長吉拉·加姆利爾在訪問美國國家航空航天局時稱，以色列正在與美國“阿爾忒彌斯”計劃合作培養其首位女宇航員。