2024年，俄羅斯宇航員科諾年科打破了人類在太空停留總時長的世界紀錄，成為首位在近地空間度過1000個晝夜的人。

　　02俄羅斯成功進行了“安加拉-A5”重型運載火箭的首次試射，展示了莫斯科重新確立自己在航天領域大國地位的決心。

　　03美國在月球與行星探測領域取得新發(fā)現(xiàn)，如月球表面起皺、土衛(wèi)一地下海洋等。

　　04此外，美國SpaceX的“星艦”項目在2024年取得了顯著進展，其獨特的“筷子夾火箭”技術入選美國《科學》雜志的年度十大科學突破。

　　05同時，法國、德國、日本、韓國和以色列等國家在宇宙探索技術領域也取得了多項突破性成果。

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　　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(fā)生在科諾年科職業(yè)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(jié)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(fā)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(fā)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(fā)射場在俄羅斯航天戰(zhàn)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(diào)，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(nèi)發(fā)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?qū)ξ磥淼娜祟愄剿鳂嫵赏{。對美國卡西尼號探測器觀察數(shù)據(jù)的分析表明，土星的衛(wèi)星——土衛(wèi)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(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了迄今已知最重的超大質(zhì)量黑洞對，其質(zhì)量高達280億倍太陽質(zhì)量，這一發(fā)現(xiàn)刷新了人們對黑洞質(zhì)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(shù)據(jù)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(tǒng)，這一發(fā)現(xiàn)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(yè)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(yè)航天市場的進一步發(fā)展。

　　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(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)，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(fā)現(xiàn)有助于科學家進一步揭示宇宙以及地球生命的演化歷程。

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　　黑洞是宇宙中最神秘和最強大的物質(zhì)。劍橋大學領導的國際團隊使用韋布空間望遠鏡發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)首次證明，黑洞周圍存在一個“暴跌區(qū)域”，即物質(zhì)停止圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)，而直接落入的區(qū)域。他們還發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域產(chǎn)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(fā)現(xiàn)了宇宙誕生后僅7.4億年，就有兩個星系及其大質(zhì)量黑洞正在合并的證據(jù)。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(xiàn)象。

　　從量子傳感到激光通信，從行星探索到發(fā)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(fā)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(chuàng)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(tài)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(fā)及評估全球供水變化提供可能。

　　法國初創(chuàng)公司Ion-X開發(fā)了一種基于離子噴射推進技術的新型發(fā)動機，專為10—150公斤的小型衛(wèi)星設計。這款發(fā)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(xiàn)3至5年的續(xù)航，同時具有在衛(wèi)星壽命終結(jié)時助其脫離軌道的功能。這種技術具備高效經(jīng)濟的特點，每次任務成本低于1000歐元，為小型衛(wèi)星的長期在軌運行提供了可靠保障。

　　在土星衛(wèi)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(shù)據(jù)，推測土衛(wèi)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(nèi)部環(huán)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(fā)現(xiàn)了“懸空”冰的存在。這一發(fā)現(xiàn)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(huán)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(wèi)星與光學地面站之間的穩(wěn)定激光鏈路，實現(xiàn)了高速光學衛(wèi)星通信。這一全球首創(chuàng)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(yōu)點，可用于移動、海上及空中平臺，實現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。

　　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(fā)射地球觀測衛(wèi)星EarthCARE和首顆量子通信微型衛(wèi)星，并通過重建宇宙大尺度結(jié)構發(fā)現(xiàn)關鍵“引力盆地”。此外，德國天文學家發(fā)現(xiàn)了銀河系中質(zhì)量最大的恒星黑洞，其質(zhì)量為太陽的33倍，并開發(fā)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(shù)據(jù)，并建設地下實驗室。聯(lián)邦結(jié)構強化基金計劃在2038年前投入11億歐元支持該項目。

　　在衛(wèi)星技術方面，德國推動小型化創(chuàng)新，開發(fā)可收集太空碎片的小型衛(wèi)星系統(tǒng)，并支持專注衛(wèi)星發(fā)射和數(shù)據(jù)分析的初創(chuàng)企業(yè)。例如，Rivada太空網(wǎng)絡公司計劃在2026年前部署300顆衛(wèi)星，構建獨立于互聯(lián)網(wǎng)的“外聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)，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(xù)航空研究，研發(fā)電動和混合動力推進系統(tǒng)，推廣可持續(xù)航空燃料，并引入數(shù)字孿生、人工智能等技術優(yōu)化飛機制造流程。此外，德國積極參與下一代軍用飛機開發(fā)，與法國和西班牙合作推進未來作戰(zhàn)空中系統(tǒng)項目，同時研發(fā)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(fā)的下一代智能座艙項目，通過遠程副駕駛站技術，實現(xiàn)地面對飛行的實時監(jiān)控，為未來智能化空中交通系統(tǒng)奠定基礎。

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

　　年初，日本宇宙航空研究開發(fā)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(fā)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(guī)劃方面，日本于3月首次制定了《宇宙技術戰(zhàn)略》，明確了未來技術發(fā)展方向。該戰(zhàn)略旨在提升日本的宇宙開發(fā)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(wèi)星，進一步拓展了日本在太空實驗和觀測方面的能力。

　　2024年，韓國在宇宙探索領域取得了顯著進展，尤其在政策統(tǒng)籌、技術研發(fā)和國際合作方面，展現(xiàn)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(fā)和產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)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(fā)，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(xiàn)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(fā)。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(fā)動機的研發(fā)。2025年，韓國將進行“世界”號運載火箭的第四次發(fā)射，這將是推動韓國進入商業(yè)發(fā)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(fā)射體發(fā)射場建設工作，為未來的宇宙發(fā)射任務提供了堅實的支持。同時，韓國也在推動宇宙產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)鏈條的完善和創(chuàng)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(xié)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。

　　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(xiàn)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(fā)射方面，南非和國際合作伙伴共同建設的亞軌道火箭發(fā)射設施在德內(nèi)爾·奧弗伯格測試場正式落成。該設施能夠發(fā)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(wèi)星繼續(xù)在環(huán)境監(jiān)測、災害管理和氣候變化監(jiān)測方面發(fā)揮著關鍵作用。該衛(wèi)星為農(nóng)業(yè)、城市規(guī)劃和氣候變化監(jiān)測提供關鍵數(shù)據(jù)，凸顯了空間技術的社會經(jīng)濟效益。

　　此外，南非積極推動區(qū)域和國際合作。南非參與了非洲聯(lián)盟的太空政策和戰(zhàn)略制定，倡導資源共享，并推動遙感和電信衛(wèi)星技術的聯(lián)合開發(fā)。

　　7月，以色列航空航天工業(yè)公司與摩洛哥簽署高達10億美元的衛(wèi)星制造協(xié)議。以色列將基于OPTSAT 3000先進光電偵察衛(wèi)星平臺為摩洛哥建造兩顆情報收集衛(wèi)星。據(jù)報道，該型衛(wèi)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(wèi)星的同時，以色列本國的間諜衛(wèi)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(wèi)星中有3顆在2月以后先后耗盡燃料失效。這些衛(wèi)星已經(jīng)超期服役多年。

　　在民用航天領域，9月，以色列創(chuàng)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(yǎng)其首位女宇航員。

　　來源：科技日報（記者 董映璧 張佳欣 劉霞 李宏策 李山 李揚 薛嚴 馮志文 胡定坤）