读2025世界前沿技术发展报告21载人航天和深太空探索

1. 载人航天技术

1.1. 载人航天作为国家综合国力与科技实力的集中体现，正推动人类活动边界向深空延伸

1.2. 中国太空站全面建成两周年取得多项进展突破，神舟十九号乘组刷新单次出舱时长纪录

1.3. “俄罗斯轨道服务站”部署时间表

• 1.3.1. “俄罗斯轨道服务站”的设计强调科学载荷能力与技术创新，拟容纳科研设备规模将超越国际太空站的俄方舱段

1.4. 维珍银河公司开展商业亚轨道载人太空飞行任务，并拟研发新型亚轨道飞行器

• 1.4.1. 使用VSS Unity太空飞船成功进行了第七次商业太空亚轨道飞行任务

1.5. 印度积极推进载人航天计划

1.6. 中国空间站全面建成两周年完成多项突破，应用效能持续释放

• 1.6.1. 2024年是中国空间站全面建成两周年

• 1.6.2. 在太空站机械臂和地面科研人员配合支持下，完成了太空站太空碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检及处置等任务，用时9小时6分，刷新了全球单次出舱活动时长纪录以及全球最长太空行走纪录，标志着中国在复杂太空环境下作业能力的重大提升

2. 美国载人航天发射和测试任务

2.1. 波音公司“星际客机”飞船因姿控推力器漏氦而空载返航，航天员滞留太空

• 2.1.1. SpaceX公司载人“龙”飞船于2025年3月18日执行2名航天员的返航任务

2.2. SpaceX公司载人“龙”飞船开展常态化载人航天任务，并完成全球首次商业性太空出舱行走任务

• 2.2.1. SpaceX公司利用“猎鹰”-9火箭于佛罗里达州肯尼迪航天中心成功发射载人“龙”飞船，执行美国公理太空（Axiom Space）公司第三次全商业性国际太空站载人飞行任务

• 2.2.2. SpaceX公司完成全球首次商业太空出舱行走任务

2.3. 蓝色起源公司重启“新谢泼德”火箭亚轨道载人飞行任务

• 2.3.1. 自2022年9月失败以来首次重启亚轨道载人飞行任务

• 2.3.2. 2024年8月，蓝色起源公司利用“新谢泼德”号火箭完成载人亚轨道飞行任务

2.4. 启动国际太空站离轨飞行器研发，并推进商业太空站技术发展

• 2.4.1. 离轨飞行器基于现有“龙”飞船架构升级，将支持携带超过15875千克的推进剂，推进续航能力约是现有“龙”飞船的6倍，发电与储存能力是现有“龙”飞船的3～4倍

3. 深太空探索技术

3.1. 深太空探索作为全球科技竞争的战略前沿领域，呈现出高度跨学科集成与先进技术协同创新的显著特点

3.2. 随着人类对宇宙认知边界的持续拓展，实施月球抵近探测、构建太阳立体观测体系以及解析小行星动力学特征等活动，已成为全球主要航天国家竞相角逐的战略新高地

4. 月球探索规划和探索活动

4.1. 《阿尔忒弥斯协定》​，并着手调整“阿尔忒弥斯”项目系列登月任务进度

• 4.1.1. 旨在为以美国为主导的太空资源开发、利用等活动创造有利的国际环境，包括国际规则、国际合作和国际舆论环境

• 4.1.2. 2024年11月，NASA基于月球表面条件和SpaceX公司的“星舰”着陆器的能力，更新了“阿尔忒弥斯”-3任务备降点清单

4.2. 白宫科学技术政策办公室发布多份文件，为制定月球及其他天体的通用时间标准提供支持

• 4.2.1. 旨在与地球通用时间标准“协调世界时”​（Coordinated Universal Time，UTC）建立全球标准化关联，确保航天器间数据传输安全性以及地月太空空间中卫星、基地、航天员间的通信同步

• 4.2.2. 备忘录设定了四个主要特征：​“协调月球时”可追溯“协调世界时”​，保障精确定位、导航及授时（PNT）​，失联后自主恢复，地月太空空间外环境可扩展性

• 4.2.3. “月球通用参考系统”政策备忘录和《国家地月科学技术行动规划》两份文件

• 4.2.4. “月球通用参考系统”政策备忘录旨在呼应落实4月对NASA制定月球及其他天体的“协调月球时”的指示，要求NASA为月球研发“通用参考系统”​，提供在地月太空空间中确定位置和参考系的解决方案，并在2026年年底前向白宫提供实施计划

4.3. DARPA探索月球“铁路网”概念，为月球表面资源运输提供支持

• 4.3.1. 月球“铁路网”概念作为DARPA“十年月球架构”​（LunA-10）项目的一部分，旨在明确月球基础设施的分析框架和投入，实现人员、物资和其他资源等月表商业运输任务，为未来自足化月球经济奠定基础

• 4.3.2. ​“十年月球架构”项目旨在建立一个新的“跨多种服务的集成系统解决方案”系统性分析框架，拟在2035年前快速研发基础技术概念并实现商业化，为NASA月面长期驻留研究架构提供补充支持

4.4. 直觉机器公司“奥德修斯”着陆器着陆月球南极，成为全球首个实现月球软着陆的商业航天器

• 4.4.1. 着陆器在降落到月面时侧翻，导致供电和通信能力受限，任务提前结束

• 4.4.2. 该着陆器登月标志着：一是成为全球首个软着陆月球的商业着陆器；二是成为“阿波罗”​（Apollo）计划结束后首个登月的美国着陆器；三是成为全球首款登月的液氧甲烷加注深空探测器

4.5. NASA着手测试CAPSTONE卫星中用于地月操作的自主运行软件载荷

• 4.5.1. 测试地月自主定位系统（Cislunar Autonomous Positioning System，CAPS）

• 4.5.2. 测试用于增强任务规划的神经网络软件，以测试与另外航天器保持同一轨道的自主机动能力

• 4.5.3. 测试“西格玛零”​（SigmaZero）软件包，评估识别自身系统异常行为性能的可靠性

• 4.5.4. 测试飞行动力学系统，以提供在轨机动能力

4.6. 欧洲航天局启动“月光”项目，建立月球通信和导航网络

• 4.6.1. 旨在建立一个绕月星座，为未来的月球任务提供关键通信与导航服务

• 4.6.2. 将提供通信和导航服务，为航天器精确着陆、地面操作以及地月通信提供支持

4.7. 加拿大沃尔塔太空技术公司启动月球电力卫星网络项目

• 4.7.1. "光格”项目旨在开发一个绕月能量中继星座，拟通过“光格”星座卫星太阳能板进行能量收集，并利用激光发射器将能量传输至安装有接收器的月球着陆器、月球车等航天器中，为月球表面航天器提供动力

4.8. 日本“苗条”号小型探测器实现登月，标志着日本成为第五个实现月球软着陆的国家

• 4.8.1. 日本成为继美国、俄罗斯、中国和印度后第五个实现月球软着陆的国家

• 4.8.2. ​“苗条”号探测器完成月表着陆后太阳电池阵未能正确朝向太阳，仅在特定光照角度短时发电，断续与地球通信，经历了四个月夜，艰苦支撑到8月26日任务正式结束

• 4.8.3. 演示高精度着月系统，尝试在预定着陆点的100米范围内着月

• 4.8.4. 验证创新轻型设计，允许小体积航天器携带更多传感器和仪器

4.9. 中国“嫦娥六号”月球探测器成功发射，完成全球首次月球背面采样返回任务

• 4.9.1. 2024年5月，中国“嫦娥六号”月球探测器搭乘长征五号遥八运载火箭发射升空，并成功着陆于月球背面南极-艾特肯盆地（South Pole-Aitken）预定着陆区

• 4.9.2. 6月，​“嫦娥六号”顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样，按预定形式将月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中后，首次在月球背面完成独立动态国旗展示任务

• 4.9.3. 携带1935.3克月球背面样品自月球背面起飞返回地球，并准确着陆于中国内蒙古四子王旗预定区域，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回

5. 太阳

5.1. NASA“帕克”太阳探测器首次飞抵距太阳最近点

• 5.1.1. 在飞越过程中，探测器防护罩承受超过1700华氏度（约合930摄氏度）高温

• 5.1.2. 此次飞越旨在加深人类对太阳的认知程度，并帮助预测可能对地球生命产生影响的太空天气事件

• 5.1.3. “帕克”太阳探测器是首个飞入太阳日冕的航天器，运行位置位于太阳表面上方9个太阳半径处

• 5.1.4. ​“帕克”作为NASA“与恒星共存”​（Living with a Star）项目的一部分，旨在探索直接影响人类生活和社会的日-地系统，收集等离子体、磁场和波、高能粒子和尘埃等数据，并对日冕底部偶极结构进行成像

5.2. 印度首个太阳探测器成功进入绕行日地拉格朗日L1晕轨道

• 5.2.1. 2024年1月，印度首个太阳探测器“太阳神”-L1（Aditya-L1）成功进入绕行日地拉格朗日L1点的晕轨道

5.3. 中国“夸父一号”太阳观测卫星完成系列在轨测试，将正式开展观测任务

• 5.3.1. 2024年9月，中国首颗综合性太阳观测卫星“夸父一号”完成系列在轨测试，所有仪器设备均处于稳定运行状态，将正式开展观测任务

• 5.3.2. "夸父一号”卫星以探测太阳“一磁两暴”为任务，研究“一磁”即全日面矢量磁场，​“两暴”即太阳耀斑和日冕物质抛射的形成、相互作用及彼此关联，将首次实现在一颗近地卫星平台上实现对全日面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射、日冕物质抛射日面形成和近日面传播的同时观测，同时将首次在莱曼阿尔法波段实现全日面和近日冕的同时观测，为影响人类航天、通信、导航等高科技活动的空间灾害性天气预报提供支持

6. 其他星体探索活动

6.1. 《拓展火星科学的视野》文件，概述美国未来20年火星探索规划

• 6.1.1. 探索火星生命的潜力，进一步寻找过去和现在的微生物生命以及宜居环境

• 6.1.2. 支持人类对火星的探索，明确人类在火星上的优先科学研究方向，为载人登火星做准备

• 6.1.3. 揭示火星作为一个动态行星系统，理解火星的动态地质和气候过程，研究火星全球环境各组成部分的相互作用

• 6.1.4. 提供经济实惠且多样化的飞行机会

• 6.1.5. 构建核心基础设施

• 6.1.6. 有针对性发展火星探索技术

• 6.1.7. 提升共同探索火星能力

6.2. “机智”号火星直升机火星探索任务结束

6.3. NASA成功发射“欧罗巴快船”木卫二探测器

• 6.3.1. 该探测器是NASA有史以来投入最高的科学任务之一，生命周期总成本约为52亿美元，预计将于2030年抵达木星

• 6.3.2. 对木卫二海洋卫星开展为期4年的观测，开展识别冰面上化合物、测绘海洋深度等任务，并为未来木卫二着陆器选择着陆点提供支持

6.4. 欧洲航天局成功发射“赫拉”小行星探测器

• 6.4.1. 该探测器是美国与欧洲合作的“小行星撞击与偏移评估”​（AIDA）项目的一部分，旨在观测访问“双小行星重定向测试”​（Double Asteroid Redirection Test，DART）小行星动能撞击任务目标情况，确定和评估动能撞击的有效性，并协助研究规避近地小行星的动能撞击方法

7. 深太空探索前沿技术

7.1. 日本成功发射全球首颗木质外壳微型卫星

• 7.1.1. 该卫星拟于2025年从国际太空站日本“希望”号舱段释放，届时将开展木材结构太空环境应力、温度等关键参数的测试和验证工作

7.2. 印度太空研究组织发射一颗X射线观测卫星

• 7.2.1. 为探索中子星、脉冲星风星云、黑洞等物体辐射研究提供支持

• 7.2.2. 设计在轨寿命五年，将基于粒子加速度汤姆逊散射原理观测约50个深太空对象

7.3. 中国发射“天关”X射线天文观测卫星，承载“龙虾眼”宇宙深太空宽视场X射线望远镜

• 7.3.1. 2024年1月，中国科学院于西昌卫星发射中心成功发射“天关”X射线天文观测卫星

• 7.3.2. "天关”卫星配备“龙虾眼”宽视场X射线望远镜和后随X射线望远镜等有效载荷，将主要用于对软X射线波段进行大视场、高灵敏度、快速时域巡天监测任务，为探索深太空精确定位引力波源、观测天体等研究提供支持

• 7.3.3. 2024年3月，​“天关”卫星利用“龙虾眼”望远镜在软X射线波段中捕捉到一例爆发事件中的微弱脉冲信号

• 7.3.4. 该爆发被命名为EP240315a，亮度存在快速波动，持续时长超17分钟

• 7.3.5. "天关”卫星发现EP240315a爆发，标志着人类首次探测到来自宇宙早期爆发的软X射线，为人类探索深空现象提供全新视角和方法