NASA 2023年工作总结

新用户33965041 2023-12-20 发布于北京

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编者注：12月12日，NASA在其主页发布题为“Breaking records, returning asteroid samples among NASA’s big 2023”的文章，对其2023年的成就进行了全方位的总结。首先，NASA对重要的亮点工作进行了介绍；然后，分9大方面进行了深入的总结。本公众号文章对核心内容进行了编译，略掉了部分文字，并不是全文翻译。需要原文全文的读者可以点击“阅读原文”获取NASA原始文章。

2023年，NASA宇航员Frank Rubio成为第一个在太空工作超过1年的美国宇航员，NASA将小行星的样本送回地球，首次发射一颗航天器用于研究富含金属的小行星，启动了多个共享气候数据的倡议，推进可持续航空器的发展，继续准备将第一批宇航员送往月球。

为了支持拜登-哈里斯政府应对气候变化的努力，NASA正在领导制定美国政府范围内的倡议，着重向公众提供地球科学信息。地球信息中心是位于华盛顿NASA总部的一个新的互动展览，还包括在线体验，参观者可以看到NASA从太空看到的地球，同时还可提供研究人员和政策制定者所需的关键数据。

值得一提的是，NASA的詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope）——人类有史以来在太空中放置的最大、最强大的望远镜——在轨一周年，开展了一年的科学研究。NASA和国防先进研究计划局（DARPA）宣布，将合作开发DRACO（敏捷地月运行演示验证火箭），最早于2027年在太空中测试核动力火箭。

今年，在继续促进商业航天经济增长、支持商业空间站伙伴关系发展的同时，NASA庆祝了国际空间站运行25周年。今年也是NASA成立 65 周年。在庆祝这些成就的同时，NASA还公布了NASA 2040愿景，以确保其在未来几十年内保持航空航天领域的全球领导者地位。

一、认识我们不断变化的星球

自 1960 年代发射第一颗地球科学卫星以来，NASA一直利用其独特的太空有利位置来更好地了解我们不断变化的星球。2023年，NASA首席科学家办公室成立了一个跨机构工作组，并发布了气候战略。NASA为在 Earth.gov上分享科学数据以及其他方面的工作还包括：

（一）NASA与其伙伴合作，启动了美国温室气体中心，开放了对可信温室气体数据的访问。来自NASA国际空间站上的地球表面矿物尘埃源调查（EMIT）仪器的数据，是温室气体中心的一部分。EMIT识别温室气体的点源排放，其熟练程度高于预期。

（二）NASA对温室气体的跟踪包括全球性的估计和重点关注的估计。

（三）根据NASA和美国国家海洋与大气管理局（NOAA）收集和发布的逐月全球温度数据，这两个机构将很快宣布 2023 年是有记录以来最热的一年。

（四）NASA的一项航空任务表明，育空-库斯科克维姆三角洲（Yukon-Kuskokwim Delta）的甲烷“热点”更有可能在最近的野火燃烧到苔原的地方被发现。

（五）在今年早些时候成功发射到太空后，NASA研究空气质量的TEMPO（对流层排放：污染监测）任务现在正在成功传输有关北美主要空气污染物的信息。

（六）NASA的SWOT（地表水和海洋地形）任务提供了其所获取的地表水的第一批详细成果。

（七）在自然灾害中，NASA的数据被用于监测干旱地区发生的暴雨、热浪、野火和随后的全球健康影响，以及NASA山体滑坡数据的扩展。

二、推进月球到火星探索

今年，NASA分享了其首次月球到火星架构概念审查的结果。作为阿尔忒弥斯的一部分，NASA还继续采取重要措施，向第一位女性和第一位有色人种登陆月球的目标迈进。值得注意的是，在 2023 年，NASA宣布了阿尔忒弥斯 2任务乘组名单，这将是宇航员绕月飞行并返回地球的首次阿尔忒弥斯任务。乘组完成了基础训练，现在正专注于任务行动的训练。

（一）载人深空探索其他亮点

1. 阿尔忒弥斯2号的SLS（太空发射系统）火箭的所有主要部件都已完成或接近完成，包括交付给佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的助推器部分，以及在新奥尔良的NASA Michoud总装厂进行最终的核心状态总装测试。

2. 继续在肯尼迪航天中心进行移动运载器和发射平台升级和翻新，包括水流测试和发射操作模拟。

3. NASA在阿尔忒弥斯3号上取得了进展。阿尔忒弥斯3号将把第一批人送到月球，探索月球南极附近的区域。阿尔忒弥斯3号任务将继承之前飞行测试的基础，增加载人着陆系统和先进的月球行走宇航服。

4. 阿尔忒弥斯3号任务SLS的固体火箭助推器部分和四个RS-25发动机，以及五个主要芯级组件中的三个，已经完成。团队正在集成猎户座乘员舱和欧洲服务舱。

5. NASA选择了地质团队为阿尔忒弥斯3号制定月球表面科学计划。

6. 除了阿尔忒弥斯3号之外，团队还完成了“门户”的HALO（居住和后勤前哨站）主结构的焊接，在月球轨道上宇航员将在HALO生活和工作。电源和推进组件（PPE）主结构的制造已经完成。PPE将提供电能、通信并维持“门户”的轨道。

7. 除了后续任务的其他硬件总装和认证工作外，阿尔忒弥斯5号还将包含月球地形车。NASA要求SpaceX为阿尔忒弥斯4号进一步开发星舰（Starship），还选择蓝色起源为阿尔忒弥斯5号开发载人月球着陆器。

8. 国际空间站上的实验重点是帮助宇航员走得更远，在太空中停留更长时间。这项研究包括种植矮化西红柿等可持续作物，了解微生物如何适应太空以保护宇航员健康，以及开发能够抵御月球和火星恶劣环境的新型材料。

（二）商业月球载荷服务（CLPS）

1. NASA的5个有效载荷搭载在Astrobotic公司的Peregrine Mission 1着陆器上，该着陆器将不早于2024年1月8日（星期一）发射。不久之后，NASA的另外6个有效载荷将不早于2024年1月12日（星期五）在Intuitive Machine公司的Nova-C航天器上发射。

2. 自推出CLPS以来，NASA已与5家公司签订了8次向月球表面递送的合同。最近一次是在 2023 年，NASA 选择了 Firefly Aerospace 进行递送。

3. 在未来的CLPS有效载荷中，还包括NASA的第一辆机器人月球车——VIPER（挥发物调查极地探测车）。该月球车将跋涉到永久阴影区，以解开月球水的奥秘并更好地了解环境。在准备2024年底着陆的过程中，科学家们将VIPER的任务区域以NASA数学家梅尔巴·罗伊·木桐（Melba Roy Mouton）命名。VIPER的太阳能和电池系统的开发、组装和测试也在继续。

（三）国际合作。国际伙伴关系是推进月球到火星探索的关键部分。2023 年，又有 10 个国家签署了《阿尔忒弥斯协定》。到目前为止，已有33个国家签署了该协定。

三、维持低地球轨道运行

国际空间站在轨运行超过25年。NASA及其伙伴已经正式将国际空间站运行计划延长。

（一）NASA和SpaceX继续常规的乘组轮换飞行。

1. NASA宇航员Frank Rubio、Nicole Mann、Josh Cassada、Stephen Bowen、Woody Hoburg, Loral O’Hara和Jasmin Moghbeli在空间站上生活和工作。

2. Rubio打破了美国人在太空的记录，在太空度过了371天。

3. Crew-5任务飞船与 Mann 和 Cassada 以及 JAXA（日本国立宇宙航空研究开发机构）宇航员 Koichi Wakata 和 ROSCOSMOS 宇航员 Anna Kikina 一起返回地球。乘组测试了水培和气培技术，在不使用土壤的情况下种植植物，释放了乌干达和津巴布韦的第一颗卫星，研究了液体如何在模拟月球重力下在容器中移动，以生成数据改进月球车设计，并重新安装了国际空间站的生物打印设施。

4. Crew-6任务包括 Bowen 和 Hoburg，以及阿联酋宇航员 Sultan Alneyadi 和 ROSCOSMOS 宇航员 Andrey Fedyaev。乘组协助了“学生机器人挑战”，研究了植物对太空的遗传适应，并在微重力下监测人类健康。乘组还发射了加拿大萨斯喀彻温省的第一颗卫星，该卫星测试了一种新的辐射探测和防护系统。

5. Crew-7 任务搭载了 Moghbeli、ESA宇航员 Andreas Mogensen、JAXA 宇航员 Satoshi Furukawa 和 ROSCOSMOS 宇航员 Konstantin Borisov。该乘组正在开展不同领域的科学研究，比如从空间站外部收集微生物样本，首次研究人类对不同太空飞行时间的反应以及宇航员睡眠研究。

（二）NASA和波音公司继续在CST-100 Starliner飞船上取得进展。Starliner及其NASA宇航员乘组Barry Wilmore和Sunita Williams正在为2024年首次载人飞行做准备，这是定期飞往国际空间站之前的最后一次演示验证任务。

（三）空间站乘组在年底前完成了12次太空行走，以升级并维护这一在轨实验室。NASA宇航员继续努力安装国际空间站推出式太阳能电池阵列（IROSA）。完全安装到位后，国际空间站发电能力将提高30%。

（四）6次商业货运任务和国际合作伙伴任务向空间站运送了约28,000磅的科学调查、工具和关键物资。到今年年底，大约有12,500磅的调查和设备计划返回地球上的研究人员。

（五）空间站乘组欢迎NASA支持的第二个私人宇航员任务Axiom Mission 2进入ISS，推进NASA低地球轨道商业化目标。NASA还选择了Axiom Space进行第三次私人宇航员任务，并与该公司签署了第四次任务的订单。

（六）在空间站启动和运行的其他一些关键调查还包括NASA和国际空间站国家实验室发布联合征集公告，以解决拜登-哈里斯政府的癌症解决计划（cancer moonshot）的目标，该计划旨在在太空中开展科学研究，以帮助治愈地球上的疾病；NASA的ILLUMA-T（集成激光通信中继演示低地球轨道用户调制解调器和放大器终端）现已上站，旨在通过NASA的LCRD（激光通信中继演示）测试高速激光通信；升级了NASA的冷原子实验室，以继续在太空中开拓量子发现；在空间站上启动并安装了大气波实验（Atmospheric Wave Experiment），以深入了解地面天气如何影响空间天气，这可能会影响卫星通信和轨道跟踪。

（七）同样在商业方面，NASA与7家美国公司合作，签署了《太空法案》协议（SAA），并发布了第三份商业空间站服务信息请求（RFI），同时正在准备正式的提案征集公告，以在空间站退役后为NASA提供低地球轨道服务。商业空间站合作伙伴完成了主要的设计和工程里程碑，并有望成为满足NASA微重力研究需求的潜在替代工具。两家公司正在这方面合作（Nanoracks和 Northrop Grumman合作开发Starlab商业空间站）。未来NASA将能够把资金应用于其他空间站以加速开发。

四、更远地进入太阳系及以远

詹姆斯·韦伯空间望远镜解开了一些星系、恒星和黑洞的秘密，解决了早期宇宙的一些秘密，发现了太阳系以外的某个行星上的甲烷和二氧化碳。

（一）NASA为国际合作伙伴今年发射的两项任务做出了重要贡献：欧空局研究暗能量和暗物质的“欧几里得”任务，以及JAXA的XRISM任务。XRISM是一颗强大的新卫星，将彻底改变我们对热X射线宇宙的理解。

（二）NASA的下一个旗舰天文台南希·格雷斯·罗马（Nancy Grace Roman）太空望远镜完成了相机组装，其日冕仪通过了第一次大型光学测试。

（三）NASA的OSIRIS-REx（起源、光谱解释、资源识别和安全-表土探测器）任务结束7年之旅，从小行星Bennu带回了表面样本。

（四）NASA首次展示了来自小行星Bennu的物质。对在太空中收集并带到地球的45亿年前的小行星 Bennu 样本的初步研究显示了高碳含量和水的证据。这可能表明地球上生命的构成要素可能在该小行星上发现。

（五）Psyche小行星探测器，从NASA肯尼迪航天中心发射前往小行星Psyche。

（六）NASA的Lucy探测器在主带小行星的内边缘实施了小行星Dinkinesh的首次目标小行星飞越，第一批图像现已上线。

（七）10月14日发生了日环食，在美国、墨西哥以及南美洲和中美洲的许多国家都可以看到。NASA通过参与活动和科学研究为该活动提供了支持。发射了3枚Black Brant IX探空火箭，以研究日食高峰之前、期间、之后的电离层（大气层的带电层）。

（八）NASA还启动了太阳物理学大年（Heliophysics Big Year）。这是一项公众参与活动，旨在让所有人都能获得科学和信息，并展示与太阳物理学相关的努力。

五、让所有人受益的技术创新

NASA的深空光通信实验随Psyche航天器发射。NASA接收到了Psyche上深空光通信实验装置从近1000万英里外发射回的用测试数据编码的第一束激光。NASA将展示比当前射频系统高10到100倍的数据传输速率。

（一）与Aerojet Rocketdyne合作，对先进电力推进系统（Advanced Electric Propulsion System）进行鉴定测试。这是一种尖端的太阳能电推进推力器，将用于“门户”。

（二）NASA为Astrobotic公司提供了两个导航系统，用于其CLPS飞行：导航多普勒激光雷达（Navigation Doppler Lidar），提供增强的制导和导航能力；以及地形相对导航（Terrain Relative Navigation），以提高着陆精度并帮助规避月表附近的危险。

（三）NASA选择了11家美国公司来开发支持长期空间探索的技术。NASA还选择了12家公司，利用专业知识和设施来提升与NASA月球到火星目标相关的能力。

（四）发射了Starling小卫星群，以证明NASA在没有任务控制实时输入的情况下协调和合作运行卫星的能力。

（五）测试了多种增材制造的火箭发动机喷嘴设计，包括在地面上，以及在相对论空间公司（Relative Space）的Terran-1火箭上。

（六）完成MOXIE（火星氧气原位资源利用实验）操作，并证明可以从火星中提取氧气。

六、不断发展的航空前沿（简略）

2023 年，NASA向前推动航空和航空技术发展，以改善乘客体验，刺激美国经济增长，并创造一个拥有更清洁、更安静、更安全的天空的未来。通过其可持续飞行国家伙伴关系和其他努力，NASA支持美国到2050年实现航空温室气体净零排放的目标，发布了一项新的战略实施计划以指导未来20年及以后的研究。

（此领域其他进展略）

七、继续专注于推进 DEIA，接触不同的社区（简略）

NASA 在 2023 年仍然致力于促进 NASA 和 STEM 行业的多样性、公平性、包容性和可访问性（DEIA）。NASA还带着其“太空的颜色”纪录片进行了巡回演出，在全国范围内历史悠久的黑人学院和大学、会议和全国范围的节日提供免费的现场放映。此外，NASA还推出了多种语言的 Spot the Station APP供下载。作为吸引更多受众计划的一部分，NASA继续专注于开发西班牙语内容。今年，该机构以数字方式用英语和西班牙语发布了第二期“第一个女人：扩展我们的宇宙” 图画小说系列。