來源：中國航天
轉(zhuǎn)載：空天大視野
2021年，全球深空探測事業(yè)掀開新篇章。“嫦娥”五號采集的月球樣品激起科學研究領域新浪潮，讓月球年輕了8億~9億年；“天問”一號一步實現(xiàn)“繞、著、巡”，火星上首次留下中國印跡；美國“露西”首次穿越特洛伊小行星群，追尋太陽系形成的歷史……總體而言，國內(nèi)和國際都在組織更全面、更廣泛、更深入的深空探測，持續(xù)拓展著人類活動的疆域。本文對2021年及前期實施的深空探測發(fā)射任務進行歸納，對新的科學成果進行闡述；在梳理已有任務、成果的基礎上，從月球、火星、小行星和金星探測4個方面分析了近期國際深空探測的熱點，從任務體系、科學目標譜系、工程技術體系、國際合作體系、基于模型的系統(tǒng)工程治理體系5個層面介紹了我國計劃構建的深空探測生態(tài)體系，可為深空探測的后續(xù)規(guī)劃和未來發(fā)展提供參考。
習近平總書記在2021年兩院院士大會上指出，隨著科技創(chuàng)新深度顯著加深，深空探測成為科技競爭的制高點。作為提升國家基礎創(chuàng)新能力、豐富人類認知、拓展人類生存空間的新興重大科技創(chuàng)新領域，深空正持續(xù)受到各主要航天國家的高度關注，成為國際航天活動新熱點，各國紛紛制定深空探索計劃，人類深空探索活動已進入空前活躍的新發(fā)展時期。截至2021年底，全球在軌深空探測任務共計40項（詳見表1），其中中國在軌深空探測任務共有5項。2021年，全球共實施4次深空探測任務，分別是美國航空航天局（NASA）的“雙小行星變向試驗技術衛(wèi)星”、“詹姆斯?韋伯”太空望遠鏡、“露西”小行星探測器、中國的“羲和”太陽探測器。
（一）月球探測領域
月球作為地球唯一的天然衛(wèi)星，因其獨一無二的位置資源、極具特點的環(huán)境資源、豐富的物資資源，成為人類進行空間探測和開發(fā)利用太空的首選目標。自蘇聯(lián)1958年發(fā)射首個月球探測器至今，國際上共實施月球探測任務118次，其中成功66次，成功率約為53%，當前仍在實施的探測任務有6項。
1.我國探月工程穩(wěn)步前行
“嫦娥”四號持續(xù)開展科學探測。“鵲橋”中繼星于2018年5月21日發(fā)往地月L2點，“嫦娥”四號于2018年12月8日發(fā)射升空，實現(xiàn)世界首次月背與地球的中繼通信和月球背面軟著陸。截至2021年12月底，探測器在月面累計工作時長已達37個月晝，工作超過1000天，“玉兔”二號月球車累計行走超過992.33m（見圖1），開展地形地貌、月表低頻射電、月表粒子輻射劑量、月表光譜、太陽系銀河系射電輻射等觀測工作，共獲得約3780GB探測數(shù)據(jù)。探測器與月球車整體工況良好，載荷工作正常并將持續(xù)開展科學探測。
“嫦娥”五號繼續(xù)實施拓展任務。“嫦娥”五號在實現(xiàn)既定目標后，利用軌道器能力和剩余推進劑開展拓展任務，于2021年3月15日到達日地L1點，實現(xiàn)我國首次日地L1點探測。在日地L1點李薩茹軌道（Lissajous Orbit）飛行試驗期間，共實施了1次軌道入射機動、2次轉(zhuǎn)移軌道中途修正和1次李薩茹軌道維持，驗證了日地L1點轉(zhuǎn)移軌道、環(huán)繞軌道設計與控制技術，獲得了日地L1點軌道演化特性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對日地L1點測控鏈路環(huán)境、太陽輻照環(huán)境等飛行環(huán)境的就位探測，為未來日地L1點探測任務、太陽探測等深空探測任務積累了寶貴數(shù)據(jù)。
“嫦娥”五號月球樣品研究高效展開。截至2021年底，我國已完成3批“嫦娥”五號月球樣品的發(fā)放。其中，第一批向13家科研機構發(fā)放31份共計17.4764g樣品，第二批向17家科研機構發(fā)放51份共計17.936g樣品，第三批向11家科研機構發(fā)放33份共計9.4453g樣品，相關科學研究也在高效開展過程中。
2.國際月球探測計劃進展
NASA推遲首次“阿爾忒彌斯”（Artemis）任務。2021年2月，美國政府決定支持NASA繼續(xù)實施“阿爾忒彌斯”任務；4月，NASA公布其與太空探索技術（SpaceX）公司簽訂合約，并批出29億美元用于研發(fā)及生產(chǎn)2艘登月船；在臨近發(fā)射時，NASA宣布原計劃于2021年11月實施的Artemis-I推遲到2022年2月。
俄羅斯推遲發(fā)射“月球”25（Luna-25）。該任務旨在月球南極附近的博古勞斯基隕石坑著陸，尋找水的痕跡并測試極地區(qū)域軟著陸技術。2021年8月20日，俄方對外宣布決定對著陸器進行額外檢修，因此俄羅斯月球探測計劃將從2021年10月推遲至2022年。
印度推遲發(fā)射“月船”3（Chandrayaan3）。該任務旨在實現(xiàn)月球軟著陸，包括著陸器、月球車和推進模塊。因持續(xù)受新冠疫情的影響，從2020年推遲到2021年上半年發(fā)射的“月船”3，發(fā)射時間再次推遲，預計2022年初發(fā)射。
（二）火星探測領域
火星是太陽系中和地球最相似的天體之一，也是曾經(jīng)最可能宜居的地外天體，為地球生命的產(chǎn)生和宜居環(huán)境的形成提供了重要參照。從1960年至今，全球共開展過47次火星探測任務，成功率約為53%。其中，火星著陸任務風險更高、難度更大，迄今22次著陸任務中只有10次成功。2021年，中國、美國、阿聯(lián)酋齊聚火星，創(chuàng)造了火星探測歷史的里程碑。
1.我國“天問”一號一次任務實現(xiàn)“繞、著、巡”
2021年2月10日，“天問”一號探測器成功進入環(huán)繞火星軌道。5月15日，著陸巡視器平穩(wěn)降落在著陸點。5月22日，“祝融”火星車駛離與之相伴303天的著陸平臺。5月26日，火星車拍攝并傳回著陸平臺照片，照片清晰地展示了在火星表面閃耀的五星紅旗和留下的“中國印跡”。6月11日，國家航天局發(fā)布“天問”一號著陸火星后的首批科學影像圖，標志著中國首次火星探測任務取得圓滿成功。截至12月31日，“天問”一號環(huán)繞器在軌運行526天，火星車在火星表面工作225個火星日，累計行駛超過1400m（見圖2），共傳回約560GB原始科學數(shù)據(jù)。
圖2 “天問”一號環(huán)繞器拍攝的“祝融”火星車1km行駛軌跡
火星探測任務的成功使中國成為世界上首個通過一次任務實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸、巡視探測的國家，以及世界上繼美國之后第二個具備在火星上開展巡視探測能力的國家，在較短時間內(nèi)使我國在行星探測領域跨入世界先進行列。同時，我國積極開展火星數(shù)據(jù)交換與國際合作，針對NASA提出的火星探測器軌道星歷數(shù)據(jù)交換請求開展數(shù)據(jù)交換，與歐空局（ESA）火星快車開展在軌中繼通信對接試驗，并驗證了相關設計標準與國外設備的兼容性。
2. 美國“毅力”火星車踏出火星采樣返回第一步
美國“毅力”火星車于2021年2月18日在耶澤羅撞擊坑著陸，2021年共完成兩次采樣，其中，第一次沒有采到巖芯樣品，但在樣品管中裝入了火星大氣；第二次成功采集到較為年輕的玄武巖，它可以幫助科學家們重建耶澤羅的地質(zhì)歷史時間線。“毅力”火星車攜帶的“機智”直升機于2021年4月19日在火星上起飛，這是人類首次實現(xiàn)飛行器在其他星球上的受控飛行。2021年4月20日，“毅力”通過電化學分解法將火星大氣的二氧化碳分解成一氧化碳和氧氣，首次成功從火星大氣中制取了5.37g氧氣。目前，“毅力”已經(jīng)處于塞塔南區(qū)域，在完成考察和采樣之后，“毅力”將重新向北返回著陸點，再向西前往“三岔口”（見圖3）。
3. 阿聯(lián)酋“希望”火星探測器打開阿拉伯太空探索之門
2021年2月9日，“希望”（Hope）火星探測器成功進入環(huán)繞火星軌道，成為阿聯(lián)酋史上首次及阿拉伯世界第一次太空探索。5－7月，“希望”探測器多次“捕捉”到火星上散落的極光（見圖4），《自然》報道稱，這是迄今人類拍攝到的最清晰的全景火星離散極光圖像。離散極光分布于火星局部磁場的上空，對離散極光進行觀測有助于理解火星磁場的演變史。
圖4 “希望”探測器拍攝到的火星離散極光（圓圈區(qū)域）
（三）小行星探測領域
小行星上保存著太陽系形成初期的原始成分，同時可能蘊含地球生命與水起源的重要線索，是研究太陽系起源和演化歷史的活化石。截至目前，國內(nèi)外共實施了16次小行星探測任務，從近距離飛越、繞飛探測、附著就位探測，發(fā)展到小行星表面采樣返回計劃。2021年，小行星探測也進入新的領地。
1.美國“露西”將首次穿越特洛伊小行星群
2021年10月16日發(fā)射的“露西”（Lucy）是穿越特洛伊小行星群的首項探測任務（見圖5），在2027－2033年之間，“露西”將借助地球引力，先后探訪1顆主帶小行星，4顆位于日木L4區(qū)域的特洛伊小行星和1顆衛(wèi)星，以及2顆位于日木L5區(qū)域的特洛伊小行星，如果該計劃成功，將創(chuàng)造一次任務中探索最多天體的記錄。
圖5 “露西”的軌道路徑（航天器的路徑（綠色）顯示在木星保持靜止的參考系中，使軌跡具有椒鹽脆餅般的形狀）
2.“雙小行星變向試驗技術衛(wèi)星”（DART）為行星防御添磚加瓦
2021年11月24日，DART搭乘“獵鷹”9運載火箭發(fā)射。DART是NASA開展的全球首次近地天體撞擊防御技術試驗任務，將撞擊近地雙小行星系統(tǒng)——迪蒂莫斯（Didymos）中較小的天體迪摩法斯（Dimorphos），試驗用于改變小行星運行軌道的動能撞擊技術，旨在為防止小行星撞擊地球奠定技術基礎。探測器攜帶了一顆由意大利航天局（ISA）提供的6U立方星，其將在撞擊前部署并捕獲DART撞擊的圖像。
（四）太陽探測領域
太陽的變化深刻地影響著地球上的生命，同時，太陽也是目前唯一一顆人類可以對諸多物理參數(shù)（包括時間、空間和波段）進行高分辨率觀測的恒星。因此，對太陽的探測不僅推動了人類對太陽本身的認識，還具有廣義的天體物理意義。近年來，太陽探測受到越來越多的關注，目前，國內(nèi)外已實施了18次太陽探測任務，其中15次獲得成功。
1.“羲和”拉開我國太陽探測的序幕
2021年10月14日，我國第一顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星“羲和”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空，拉開了我國太陽空間探測的序幕。“羲和”的全名為“太陽Hα光譜探測與雙超平臺科學技術試驗衛(wèi)星”，主要科學載荷為太陽空間望遠鏡，是國際上首次實現(xiàn)空間太陽Hα波段光譜成像探測的衛(wèi)星。對Hα光譜數(shù)據(jù)進行分析，可以從光球?qū)拥缴驅(qū)荧@取太陽低層大氣的信息，從而推演太陽爆發(fā)時的大氣溫度、速度等物理量的變化，研究太陽爆發(fā)的動力學過程和物理機制。
2.美國“帕克”首次進入日冕層
“帕克”（PSP）是NASA于2018年發(fā)射的太陽探測器，其任務是探測日冕層并逐漸接近太陽，最終計劃抵達距離太陽表面僅8.86個太陽半徑的位置。“帕克”于2021年4月28日成功穿過日冕并采集了粒子和磁場數(shù)據(jù)，它在太陽表面上方18.8個太陽半徑處遇到特定的磁性和粒子條件，這表明其已經(jīng)越過阿爾文臨界面，進入日冕層中。這是人類歷史上首次有航天器接觸到太陽，這一里程碑標志著太陽科學的一次巨大飛躍。
二、2021年全球深空探測主要成果與科學發(fā)現(xiàn)
深空探測是空間科學信息來源的基礎，重大科學成果與發(fā)現(xiàn)也建立在觀測水平的提升和觀測手段的開拓之上。隨著深空探測技術的進步，人們已經(jīng)不滿足于到行星的表面看一看；而是看向時間的深處，即研究行星的演化歷史；看向空間的深處，即研究行星的內(nèi)部結構；看向人類的深處，即研究生命起源和尋找地外生命。2021年全球深空探測的主要成果與科學發(fā)現(xiàn)重點圍繞時間、空間、生命這3個維度進行。
（一）“嫦娥”五號采回的月壤樣品揭示月球演化歷史
月球的形成和演化對我們理解宜居地球的形成有重要意義。2020年底，“嫦娥”五號順利從月球風暴洋東北部（51.916°W，43.058°N）采回了1731g月球樣品，為我們研究月球晚期演化的奧秘提供了契機。研究表明，“嫦娥”五號樣品為一類新的月海玄武巖，填補了美國和蘇聯(lián)月球采樣任務的“空白”（見圖6）。該玄武巖非常年輕，僅20億年，比以往月球樣品限定的巖漿活動停止時間晚了8億~9億年。同時，著陸區(qū)的源區(qū)并不富集放射性元素，并且月幔源區(qū)幾乎不含水。研究還發(fā)現(xiàn)，“嫦娥”五號月壤可能同時包含低鈦和高鈦玄武巖，研究人員猜測這是因為著陸區(qū)曾有多次火山噴發(fā)。這一系列研究成果改變了我們對月球熱演化歷史的認識，對了解月球起源和演化具有重要意義。
（二）“嫦娥”四號在月球背面發(fā)現(xiàn)“天外來客”
月球自形成以來就不斷受到隕石的撞擊作用，如何識別這些撞擊體及其類型，對我們理解內(nèi)太陽系的撞擊歷史至關重要。最近，“嫦娥”四號在其行駛途中發(fā)現(xiàn)了一個形成年齡小于100萬年的撞擊坑（見圖7）。在該隕石坑內(nèi)，研究人員利用超高空間分辨率的影像與光譜數(shù)據(jù)，首次在月表原位識別出碳質(zhì)球粒隕石撞擊體殘留物。這一發(fā)現(xiàn)表明，富含揮發(fā)分的碳質(zhì)小行星的撞擊可能仍然為現(xiàn)在的月球提供水源。同時，該研究顯示比較年輕的月表物質(zhì)（如“嫦娥”五號返回樣品）中存在撞擊體殘留物的可能性。對這些撞擊體殘留物進行分析，有望對太陽系軌道動力學演化進行進一步約束，增進我們對內(nèi)太陽系撞擊歷史的了解。
圖7 “玉兔”二號對巡視路徑上“偶遇”的一個小型新鮮撞擊坑進行詳細的光譜探測
（三）“洞察”揭秘火星內(nèi)部結構
2018年11月26日，NASA的“洞察”（InSight）火星探測器成功在火星赤道附近著陸。它在火星表面布設了首臺火震儀，開啟了人類直接探測火星內(nèi)部結構的新篇章。經(jīng)過3年多的運行，“洞察”在其著陸點測量到大約733次地震。科學家基于其中35次地震的數(shù)據(jù)，揭示了火星的內(nèi)部結構，估計了火星地核的大小（見圖8）、地幔的結構和地殼的厚度。這是人類第一次使用地震數(shù)據(jù)來探測地球以外行星的內(nèi)部結構，具有里程碑式的重要意義。在此基礎上，火星核的成分、火星熱和動力學演化等終極問題也有待更深入的探討。
（四）天文望遠鏡窺探小行星身世之謎
2016HO3是一顆于2016年4月27日發(fā)現(xiàn)的小行星，被認為是至今發(fā)現(xiàn)的軌道最穩(wěn)定的地球準衛(wèi)星。科學家利用美國的大雙筒望遠鏡（Large Binocular Telescope，LBT）和探索頻道望遠鏡（Discovery Channel Telescope，DCT）對這顆小行星進行了可見光和近紅外波段的光譜測量，發(fā)現(xiàn)這顆小行星與月球巖石的光譜曲線相似，且這顆小行星的軌道能量也與地月系統(tǒng)軌道能量接近，這表明其可能與地月系統(tǒng)存在一定的淵源。我國正計劃從這顆小行星上采樣返回，在后續(xù)科學研究中將給出更加確鑿的答案。
（五）“隼鳥”2帶回太陽系最原始物質(zhì)
2020年12月18日，“隼鳥”2從C型小行星龍宮（Ryugu）帶回5.4g黑色沙粒狀物質(zhì)，科學家對此展開了大量研究。2021年12月21日發(fā)布的科學研究成果證實樣本中的黑色顆粒是太陽系里已知最原始的物質(zhì)。這些樣品的返照率只有2%，比絕大多數(shù)隕石都要黑，其中還含有水合物和有機物，且平均密度低于所有隕石，內(nèi)部沒有熔融物質(zhì)凝結形成的球粒等結構，這表明數(shù)十億年來這些顆粒的形成都沒經(jīng)受過外部加熱之類的變化，而是從原行星盤中聚集形成時產(chǎn)生的。
（六）“旅行者”1首次聽到星際“聲音”
“旅行者”1于2011年進入星際空間，是人類至今發(fā)射的最遙遠的人造天體。2021年5月，NASA首次報告了“旅行者”1對星際空間物質(zhì)密度的連續(xù)測量結果及首次探測到波動信號。科學家認為“旅行者”1所傳回的窄頻率范圍內(nèi)的“嗡嗡聲”來自星際氣體擾動對探測器造成的振動。借助這些數(shù)據(jù)可以更深入地了解太陽風與星際空間粒子的相互作用，更好地監(jiān)測等離子體的空間分布。
總體而言，在深空探測的各個領域都涌現(xiàn)出新的科學成果，覆蓋天體物理、行星科學、日球?qū)游锢淼榷鄠€學科領域，改變著人類對宇宙的認知。隨著后期國內(nèi)外探測任務的不斷推進，新一輪的科學發(fā)現(xiàn)也將拉開帷幕。
2021年，世界各國紛紛出臺航天政策，制定合作協(xié)議、投資計劃等，加強對太空探索的戰(zhàn)略部署，推進多邊外交合作，提升對技術創(chuàng)新和太空資源開發(fā)利用的關注度，同時在財政預算方面加大對深空探測的投入。其中，2021發(fā)布的主要航天政策如表2所示。
（一）近期國際深空探測熱點
1.月球探測受到持續(xù)關注
美國積極推動Artemis計劃。受2021年首次Artemis任務推遲、航天發(fā)射系統(tǒng)訴訟、國會撥付經(jīng)費不足、新冠疫情等影響，NASA再次宣布首次載人登月任務的實施時間可能不早于2025年。與此同時，NASA正在采取積極的措施推動Artemis計劃實施，計劃在2022年2月發(fā)射首次Artemis任務。為降低成本、提高效率，已向工業(yè)界發(fā)出信息征集公告；為構建新型太空戰(zhàn)略，對相關部門進行拆分和重組；并建議國會增加2022財年預算。
俄羅斯將發(fā)射Luna-25。俄羅斯宣布擬于2022年5月發(fā)射月球南極著陸探測器Luna-25。主著陸點位于博古斯拉夫斯基火山口以北，備用著陸點位于曼齊寧環(huán)形山的西南處。繼而將在2023年前實施Luna-26繞月探測任務、Luna-27月球南極著陸巡視任務，2027年實施Luna-28，采集月球南極樣品并返回地球，并為建立月球試驗場和載人月球飛行做準備；在2036~2040年建設月球基地。
日本將嘗試月球精準著陸。日本計劃在2022年發(fā)射“偵察月球靈巧著陸器”（SLIM，Smart Lander for Investigating Moon），嘗試首次在月球上進行軟著陸，旨在驗證百米級高精度著陸技術。在降落到月球的過程中，著陸器將通過應用面部識別系統(tǒng)的技術識別月球隕石坑，并利用SELENE（Kaguya）月球軌道飛行器任務收集的觀測數(shù)據(jù)確定其當前位置。SLIM計劃與“X射線成像和光譜任務”（XRISM）太空望遠鏡一起發(fā)射，并將降落在月球熔巖管入口馬利厄斯丘陵洞穴附近。
韓國將開啟探月之旅。“韓國探路者月球軌道器”（Korea Pathfinder Lunar Orbiter，KPLO）目前正在建造當中，計劃于2022年8月使用“獵鷹”9運載火箭發(fā)射。KPLO的發(fā)射和運行是韓國探月計劃（KLEP）的第一階段，旨在開發(fā)和增強韓國的技術能力，其主要目標是月球地質(zhì)和空間環(huán)境調(diào)查、月球資源探索及未來空間技術的測試，這些技術將有助于未來人類在月球及更遠地區(qū)的活動。
印度繼續(xù)瞄準月球軟著陸。印度的第三次登月任務“月船”3計劃于2022年發(fā)射，旨在讓該國探測器首次在月面實現(xiàn)軟著陸，并將印度的月球車送上月球。印度還與日本合作“月球極地探索”（Lunar Polar Exploration Mission，LUPEX）任務，計劃在2024年將月球車和著陸器發(fā)射到月球南極地區(qū)。2021年初，日本宇航局已經(jīng)完成該項目的國內(nèi)系統(tǒng)需求審查。
在私人航天探索方面，日本月球機器人公司（ispace）計劃于2022年下半年發(fā)射Hakuto-R著陸器，該著陸器將搭載阿聯(lián)酋的“拉希德”月球車。后續(xù)還將在2023年底和2024年中期分別發(fā)射Hakuto-R2和Hakuto-R3，旨在了解更多關于月球塵埃、月球土壤和無大氣天體的信息，并對未來載人登月的著陸系統(tǒng)所需的材料進行試驗。美國宇宙機器人技術公司（iRobot）和直覺機器公司（SRI）計劃利用自己研發(fā)的探測器將NASA的儀器運送到月球表面。
2.火星生命探尋仍在繼續(xù)
“生物火星2020”ExoMars2020計劃于2022年發(fā)射。ExoMars是ESA和俄羅斯聯(lián)邦航天局（Roscosmos）合作的天體生物學計劃，目標是尋找火星上過去生命的跡象，調(diào)查火星水和地質(zhì)環(huán)境如何變化，調(diào)查大氣痕量氣體及其來源，為將于21世紀20年代進行的火星取樣返回計劃鋪路并測試新技術。因為降落傘等問題，原定于2020年7月發(fā)射的“羅莎琳德?富蘭克林”火星車推遲至2022年8~10月間發(fā)射，預計2023年4~7月著陸火星，計劃進行為期7個月的探測任務。
火星采樣返回將是未來10年的重點。NASA的“火星采樣返回”（MSR）任務從2020年起，歷時10年分三步實施。2020年發(fā)射的“毅力”負責采集樣品并將封好的樣品管留在火面上；2026年7月發(fā)射第二次任務，將一輛樣品取回火星車（ESA研發(fā)）和一個搭載了上升器的樣品返回著陸器（NASA研發(fā)）降落在“毅力”附近，新抵達的火星車會把“毅力”封裝好的樣品管收集起來送回上升器；2026年9月發(fā)射樣品返回軌道器（ESA研發(fā)），其將上升器送至環(huán)火軌道的火星樣品罐捕獲，并將約600g火星樣品轉(zhuǎn)至返回艙中帶回地面。另外，日本的“火星衛(wèi)星探測任務”（MMX）計劃于2024年發(fā)射，2029年實現(xiàn)火衛(wèi)一樣品采集并返回地球。
3.小行星成為深空探測熱點
美國持續(xù)深入開展多項小行星探測任務。Lucy探測器將在2022年和2024年進行兩次地球借力飛行，先后前往日木系統(tǒng)的L4和L5點位置探2個特洛伊小行星群。同Lucy共同入選的靈神星探測任務（Psyche）計劃于2023年10月發(fā)射，于2030年抵達目標小行星靈神星（16 Psyche）并展開為期20個月的探測研究。DART探測器計劃于2022年9月下旬以6.6km/s的速度撞擊Dimorphos，進而改變Dimorphos環(huán)繞Didymos運行軌道的周期，全球各地的多臺地基望遠鏡和雷達將參與觀測活動，以測量動能撞擊產(chǎn)生的影響。
日本以小行星為主開展深空探測。日本集中資源開展多類型的小行星采樣返回任務，擴大與歐洲、美國等國家的合作，以繼續(xù)保持其在小行星探測領域的優(yōu)勢地位。“隼鳥”二號于2020年12月6日完成主探測任務并攜帶采集的樣品返回地球后，探測器主體重返深空，繼續(xù)執(zhí)行新確定的擴展任務，計劃于2026年和2031年先后造訪2顆小行星。日本還與德國合作，計劃于2022年發(fā)射“命運+”（Destiny+）探測器，2026年前后將抵達近地小行星輝騰（Phaethon）附近，對其周邊塵埃的成分進行分析，并觀察塵埃的速度和方向等。
4.金星成為新的探測目標
美俄將共同探討金星探索計劃。2021年4月，美俄科學家宣布將共同探討名為“韋內(nèi)拉D”（Venera-D）的金星探索計劃。探測器將利用3年時間抵達金星軌道，其攜載的登陸器將在金星惡劣的表面環(huán)境操作幾個小時。這項聯(lián)合太空計劃將有助于揭曉金星的遠古氣候，分析這顆星球是否具備孕育生命的條件。
NASA宣布2項探索金星的新任務。2021年6月，NASA宣布將在2028~2030年間執(zhí)行名為DAVINCI+和VERITAS的兩項探索金星的新任務，以研究金星的大氣、地質(zhì)特征及演化過程，進一步了解金星的地質(zhì)歷史，并分析它與地球在發(fā)展方向上的不同。每項計劃將得到約5億美元的經(jīng)費。
ESA宣布啟動“遠景”（EnVision）金星探測計劃。2021年6月，ESA宣布與NASA合作開展金星探測，“遠景”金星軌道器計劃攜帶NASA研制的合成孔徑雷達，旨在對金星表面進行高分辨率測量。
（二）我國將構建深空探測生態(tài)體系
構建大中型任務與小型靈活任務相結合的常態(tài)化任務體系。我國深空探測進入多任務并行、多階段并存發(fā)展模式，將統(tǒng)籌不同探測目標，按照“工程實施一代－推動立項一代－論證牽引一代”三代并舉、步步銜接的國際總體發(fā)展路線，在戰(zhàn)略上整體布局，在戰(zhàn)術上有效銜接，如表3所示；引領航天科技創(chuàng)新發(fā)展，積極促進人類文明進步。
構建面向空間科學、空間技術、空間應用的深空探測科學目標譜系。我國深空探測逐步進入人類深空探測的“無人區(qū)”，后續(xù)任務的引領性、前沿性、創(chuàng)新性需求愈發(fā)緊迫。亟需創(chuàng)新科學目標研究范式，建立邏輯統(tǒng)一、數(shù)據(jù)標準、資源共享的深空探測科學目標譜系，以促進科學問題的發(fā)掘與解決，實現(xiàn)從模型、數(shù)據(jù)到知識的跨越，為深空探測任務論證遴選、探測方案、載荷建議等提供支撐。
構建應對深空探測復雜任務和未知環(huán)境的工程技術體系。深空探測任務系統(tǒng)復雜且面臨惡劣的未知環(huán)境，需在深空探測總體技術、深空探測軌跡設計與智能航行技術、深空先進能源技術、深空測控通信技術、地外資源獲取與利用、新概念探測能力、深空大數(shù)據(jù)處理能力等方面開展關鍵技術研究和創(chuàng)新技術攻關，推動深空探測領域技術跨越。
構建以雙邊合作、多邊合作為平臺的國際合作體系。我國深空發(fā)展方式正從獨立自主走向開放合作，后續(xù)將圍繞建立人類可長期運行的月面設施共享平臺的目標，以建設國際月球科研站為核心，圍繞探月工程四期、小行星探測、火星采樣返回、太陽系邊際探測等工程任務，推進深空探測領域系統(tǒng)級、任務級合作，拓展國際合作深度廣度。
構建基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）治理體系。面對深空探測任務的長期性、合作模式的協(xié)同性和探測工程系統(tǒng)的巨復雜性，亟需以新一輪科技革命和數(shù)字化技術為契機，將MBSE理念與我國深空探測發(fā)展特點和需求相結合，構建跨領域統(tǒng)一、跨層級集成、跨階段持續(xù)、跨地域協(xié)同的深空探測MBSE治理體系，持續(xù)提高研制效率效益和治理能力，促進我國航天工程從任務能力型向體系效能型轉(zhuǎn)變。
2021年，全球深空領域取得巨大進展。人類不斷實現(xiàn)技術突破，在火星著陸、小行星防御、太陽抵近探測等領域?qū)崿F(xiàn)了多個“國際首次”，創(chuàng)造了深空探測新的里程碑。基于不斷刷新的科學數(shù)據(jù)，人們對空間科學的探索也愈加深入，產(chǎn)生了諸多重量級的科學成果，對宇宙與太陽系天體的起源與演化有了更深的認識。全球的深空探測方興未艾，月球資源開發(fā)利用技術正在攻關，地外生命探索步履不停，小行星防御任務步步推進……總而言之，深空探測承載的是全人類的共同夢想和對最深邃問題答案的孜孜追尋，需要全人類共同探討發(fā)展藍圖，積極拓展人類生存空間，長遠規(guī)劃、系統(tǒng)構建能力體系，加快實施深空探測相關任務，為推動人類命運共同體建設作出重要貢獻（本文得到國家重點研發(fā)計劃（SQ2019YFE20137）、國防基礎科研計劃（JCKY2020903B001）民用航天技術預研項目（D020101）資助）。
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