盤點NASA 15項最具突破性的任務(wù)

　　自從幾千年前我們的祖先開始研究夜空以來，人類一直渴望探索太空。人類在過去 63 年多的時間里所取得的成就需要無數(shù)人的奉獻精神、毅力和想象力。雖然許多國家已經(jīng)協(xié)助完成了地球大氣層以外的幾十項任務(wù)，但 NASA 無疑是當中占比最終的那個。

　　事實上，NASA 成功地讓宇航員在月球表面著陸、跟歐洲政府合作探索土星最大的衛(wèi)星并開發(fā)了太空望遠鏡以捕捉宇宙的遠方。雖然這份清單并不打算概述每一項重大成就，但它將為這個美國航天局自 1958 年成立以來所能取得的成就提供一些視角。

　　NASA 的成立則是對前蘇聯(lián)成功發(fā)射人造衛(wèi)星的回應(yīng)，在接下來的十年中，NASA 競相將美國拉到了冷戰(zhàn)對手的前面。多年來，在一些嚴重的悲劇中，近 30 名 NASA 的工作人員在不同的事件中喪生，但該航天局仍堅持不懈以繼續(xù)為探索我們自己以外的世界鋪平道路。

　　阿波羅 11 號登月

　　1962 年 9 月 12 日，當約翰·肯尼迪總統(tǒng)在萊斯大學(xué)發(fā)表著名的《我們選擇登月》演講時，美國在太空競賽中已經(jīng)落后于蘇聯(lián)。為了提高公眾和國會對增加 NASA 預(yù)算的支持，肯尼迪發(fā)表講話--宣布美國將在十年結(jié)束前登陸月球。

　　阿波羅 11 號任務(wù)于 1969 年 7 月 16 日發(fā)射，載有宇航員尼爾·阿姆斯特朗、邁克爾·柯林斯和埃德溫·奧爾德林。四天后的 7 月 20 日，奧爾德林和阿姆斯特朗通過登月艙在月球上著陸。他們一起在地球的月球表面停留了 21 小時 36 分鐘。

　　阿波羅 11 號的三名機組成員于 7 月 24 日安全地降落在太平洋上。他們被接駁船U.S.S.Hornet 接走。

　　人類終于完成了一項以前只有想象力才能捕捉到的壯舉。據(jù)估計，全世界共有 6.5 億人觀看了這一事件的直播，并由此創(chuàng)造了一個新的紀錄，直到 1981 年查爾斯王子與戴安娜夫人結(jié)婚之前這一紀錄都無法被超越。

　　旅行者 1 號

　　NASA 的一些任務(wù)主要帶來的是數(shù)據(jù)被傳輸了幾年，另一些任務(wù)則在幾十年內(nèi)繼續(xù)為科學(xué)家提供信息。旅行者 1 號及其姊妹飛船旅行者 2 號無疑是后者。旅行者 1 號于 1977 年 9 月 5 日首次發(fā)射，其主要任務(wù)是對土星和木星進行飛越并將圖像傳回地球供研究。44 年多以后，這個航天器仍在太空中被推動，一直到 2012 年 8 月離開了我們的太陽系。時至今日，它仍在傳輸數(shù)據(jù)。

　　旅行者 1 號上有“金唱片”，其中包含了地球人用超過 55 種語言向未來的其他世界的人發(fā)出的問候。記錄中還包含了從查克·貝瑞到貝多芬的音樂錄音以及地球人的各種圖像。

　　旅行者 1 號進行了許多觀察進而幫助繪制了我們的太陽系。木星另外兩顆衛(wèi)星(Thebe 和 Metis)的發(fā)現(xiàn)、圍繞木星的一個薄環(huán)以及土星五個新觀察到的衛(wèi)星改變了圍繞我們太陽旋轉(zhuǎn)的天體的已知構(gòu)成。

　　哈勃太空望遠鏡

　　1990 年，人們認識到捕捉遠超地球上的望遠鏡所能達到的圖像的能力。這一年的 4 月 24 日，哈勃太空望遠鏡通過“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機發(fā)射進入軌道。在距離地球表面 300 多英里的軌道上，哈勃已經(jīng)向地球傳送了 30 多年的圖像。

　　哈勃已經(jīng)向地球人展示了我們?nèi)庋鬯娭獾氖澜绲拿利惡秃棋：５翘煳酿^館長 Neil deGrasse Tyson 表示：“無論哈勃揭示了什么--行星、密集的星域、多彩的星際星云、致命的黑洞、優(yōu)雅的星系碰撞、宇宙的大規(guī)模結(jié)構(gòu)--每張圖片都建立了你對宇宙的私人視野。”

　　哈勃之所以能夠保持功能部分原因是各種服務(wù)任務(wù)使太空望遠鏡得到了維護和更新。據(jù)悉，最后一次維修任務(wù)是在 2009 年進行的。

　　火星探路者號

　　作為第一個登陸火星表面的機器人探測器，火星探路者號于 1997 年 7 月 4 日在紅色星球的表面著陸。NASA 還指出，火星探路者號遠遠超過了它的預(yù)期使用壽命，它向地球傳輸數(shù)據(jù)直到 1997 年 9 月 27 日。在此期間，超 23 億比特的信息被傳送回地球上的科學(xué)家，與此同時還有近 17000 張圖片。

　　NASA 公布了探路者號進行的另外 15 次單獨的土壤測試的信息，其中對火星表面進行了分析。測試結(jié)果表明，火星表面曾經(jīng)非常潮濕和溫暖。對各種巖石的分析以及地球表面的風則有助于建立一個更好的風蝕影響地球的畫面。

　　這個航天器由兩部分組成：一個太空登陸器和一個漫游器。著陸器被命名為 Carl Sagan 紀念站，以紀念這位已故的著名天文學(xué)家。漫游車本身被命名為 Sojourner，以 19 世紀廢奴主義者和民權(quán)領(lǐng)袖 Sojourner Truth 命名。

　　國際空間站(ISS)

　　維持軌道空間站并不斷為其配備人員的想法早在 NASA 的計劃中就已醞釀。但這一夢想要經(jīng)過多年的技術(shù)進步和國際合作才能成為現(xiàn)實。根據(jù)當時的總統(tǒng)羅納德·里根的命令，NASA 于 1984 年開始跟日本太空計劃和歐洲航天局合作。等到 1998 年，這種合作將發(fā)展到包括俄羅斯的 Roscosmos 和加拿大航天局。

　　建造工程于 1998 年底開始，ISS 于 2000 年首次被占用。此后，它一直被占用，有時只有三名船員在上面。

　　ISS 繼續(xù)成長，并且?guī)缀跻恢痹谶M行改進。雖然機組成員執(zhí)行了這些職責的很大一部分，但他們還承擔著實驗和實驗室研究的任務(wù)。這些結(jié)果將有助于引導(dǎo)人類朝著能夠無限期地離開地球表面生活的方向發(fā)展。學(xué)習(xí)如何處理近乎失重、暴露于輻射和其他太空旅行的危險，是科學(xué)家在實現(xiàn)這一目標之前需要克服的部分問題。

　　截至 2021 年 4 月，來自九個國家的 244 人已經(jīng)登上了 ISS。

　　開普勒航天器

　　開普勒是 2009 年 3 月 7 日發(fā)射的一個軌道飛行器。這個航天器的主要目的是發(fā)現(xiàn)和觀測在銀河系內(nèi)的系外行星。系外行星是對存在于太陽系之外的行星體的稱呼，開普勒可以通過對遙遠的恒星進行觀測來探測。開普勒通過觀察恒星以查看它們發(fā)出的光線是否有下降。唯一大到足以導(dǎo)致恒星光線明顯下降的天體則是一顆繞行的行星。

　　開普勒被設(shè)計用來監(jiān)測超過 10 萬顆恒星是否存在系外行星，其最終發(fā)現(xiàn)了 2600 多顆系外行星。開普勒在 2018 年 10 月停止向地球傳輸信息，其總共運轉(zhuǎn)了經(jīng)過九年多的時間。

　　開普勒航天器的遺產(chǎn)則是被繪制出來的系外行星的巨大數(shù)量以及它有助于向科學(xué)家展示我們銀河系內(nèi)還有多少行星體的知識。

　　自由 7 號任務(wù)

　　前蘇聯(lián)不僅在 1957 年成功發(fā)射了第一顆衛(wèi)星進入軌道而且還在將人送入軌道方面擊敗了美國。正如 Space 所指出的，1961 年 4 月 12 日，宇航員尤里·加加林在“東方一號”上繞地球飛行了 108 分鐘。對于 NASA 來說自然不想落后蘇聯(lián)太多，于是它招募了美國海軍試飛員艾倫·謝潑德，使其成為第一個被送入軌道的 NASA 宇航員。1961 年 5 月 5 日，他被送上水星艙(被稱為“自由 7 號”)進入太空。

　　雖然在亞軌道上旅行的時間比他的蘇聯(lián)宇航員同行要短，但謝潑德作為第一個這樣做的美國人被載入了歷史。這振奮了美國人民的精神，因為他們看到美國仍有能力在太空競賽中跟蘇聯(lián)人競爭。

　　謝潑德成為美國國家航空航天局的重要人物，并最終在 1971 年的阿波羅 14 號任務(wù)中在月球表面行走。

　　阿波羅 8 號

　　在 NASA 嘗試人類登月之前，它需要證明這樣做是安全的。在地球上進行的模擬只能顯示這么多，而來自這些努力的數(shù)據(jù)和預(yù)測真的不能說明真正的月球著陸是什么樣子。這就是阿波羅 8 號任務(wù)開始發(fā)揮作用的地方。

　　這次阿波羅任務(wù)于 1968 年 12 月 21 日發(fā)射到太空，其搭載了三名船員，即宇航員 Frank Borman、James A. Lovell 和 William A. Anders。這是第一個搭乘火箭離開的載人飛船，也是第一個從遠處觀察地球的飛船。

　　根據(jù)史密森尼航空和航天局的說法，阿波羅 8 號的目的是攜帶機組人員前往月球并返回，但不在月球表面降落。為了進行真正的登月，首先要確定阿波羅計劃不僅能夠到達月球而且能夠成功地繞過這個天體。

　　順便說一句，阿波羅 8 號上的宇航員是第一個從月球軌道上拍攝地球圖像的人。他們令人驚嘆的照片至今仍在廣泛流傳。

　　探險者 1 號

　　如上所述，前蘇聯(lián)政府于 1957 年 10 月 4 日成功發(fā)射了 Sputnik 太空衛(wèi)星，這使得美國政府陷入恐慌。由于知道蘇聯(lián)人也有核戰(zhàn)爭的能力，美國政府官員預(yù)見到了一個噩夢般的場景，他們的冷戰(zhàn)敵人將主宰夜空并迫使美國任其擺布。

　　美國陸軍彈道導(dǎo)彈局沒有浪費任何時間，其通過木星火箭將衛(wèi)星送入軌道。1958 年 1 月 31 日，探險者 1 號被發(fā)射。這顆衛(wèi)星在 1970 年 3 月 31 日墜入地球大氣層之前圍繞地球運行了 58,000 多次。

　　隨著探險者 1 號的成功，太空競賽步入了高潮。美國政府立即建造了更多的探險者號衛(wèi)星，在 1958 年全年嘗試了四次后續(xù)發(fā)射。在總共發(fā)射的五顆探險者號中，只有三顆離開了地球的大氣層。

　　錢德拉X射線觀測站

　　錢德拉X射線天文臺是在 1999 年 7 月 23 日發(fā)射的。由于地球本身會吸收進入其大氣層的X射線，因此錢德拉需要被發(fā)射并位于地球軌道之外。在成功發(fā)射后，錢德拉因成為世界上最強大的望遠鏡而聞名。

　　NASA 發(fā)射了錢德拉X射線天文臺以探測和觀察來自宇宙中一些最熱事件的X射線發(fā)射。根據(jù)錢德拉的說法，這包括從已經(jīng)爆炸的恒星、黑洞周圍區(qū)域和星系團中收集數(shù)據(jù)。

　　機上有四面敏感的鏡子，它們將X射線從一個光學(xué)平臺上反彈下來。這個天文臺捕捉到的圖像包括銀河系中心的一個黑洞、暗物質(zhì)跟正常物質(zhì)的分離以及黑洞周圍的區(qū)域。錢德拉還能探測到整個宇宙的黑洞，進而幫助科學(xué)家開始繪制出肉眼之外的浩瀚世界。

　　航天飛機

　　由于一次性使用火箭的相關(guān)費用對美聯(lián)邦政府的預(yù)算造成了影響，于是 NASA 的科學(xué)家們開始設(shè)想一種可重復(fù)使用的飛船，它可以將宇航員安全地送入和送出太空。據(jù) Spaceline 報道，設(shè)計者在 1969 年底提出了他們的原始航天飛機計劃，NASA 希望最遲在 1977 年實現(xiàn)成功發(fā)射。

　　歷史告訴我們，NASA 的預(yù)測有些偏差。第一次成功的航天飛機發(fā)射發(fā)生在 1981 年 4 月 12 日。在這一天，宇航員 John Young 和 Robert Crippen 乘坐哥倫比亞號航天飛機被送入太空。這次任務(wù)標志著這架特殊航天飛機的第一次，直到幾十年后災(zāi)難降臨。2003 年 2 月 1 日，哥倫比亞號在重新進入地球大氣層時解體，飛船上的七名宇航員全部遇難。

　　在所謂的“航天飛機時代”的過程中，NASA 成功發(fā)射了五架航天飛機進入太空。在這五架航天飛機之間共執(zhí)行了 135 次航天飛機任務(wù)、搭載了 833 名不同的機組成員。航天飛機計劃于 2011 年正式結(jié)束。

　　維京一號

　　1976 年 7 月 20 日是 NASA 首次成功將航天器降落在火星上的日子。在前蘇聯(lián)幾次嘗試在紅色星球上降落探測器失敗后，NASA 的著陸使探測器可以傳輸 90 天的數(shù)據(jù)。然而維京號探測器卻能捕捉火星圖像近 6 年時間。

　　在 1982 年傳輸結(jié)束之前，維京 1 號能將超過 52,000 張圖像送回地球供科學(xué)家研究。另外，它還成功地收集和分析了火星的土壤樣本，其結(jié)果仍在分析中。科學(xué)家們希望這些照片能讓人們看到人類如何能夠融入紅色星球上的生活，特別是強調(diào)如何能夠可持續(xù)地種植食物。

　　復(fù)雜的儀器還能夠記錄該星球表面在白天和夜晚不同時間的溫度。這些數(shù)據(jù)跟其他材料一起被用來幫助確定未來如何安全地將人類宇航員送往火星。

　　卡西尼-惠更斯計劃

　　卡西尼-惠更斯計劃表明，當不同的空間機構(gòu)匯集他們的資源和知識來推動人類在空間探索時代的發(fā)展時可以取得什么樣的成就。這項工作的任務(wù)是探索土星及其衛(wèi)星，由歐洲航天局、NASA 和意大利政府的意大利航天局合作完成。卡西尼-惠更斯計劃的重點是泰坦衛(wèi)星，特別是它的開發(fā)是為了希望發(fā)現(xiàn)這個衛(wèi)星的大氣層中正在發(fā)生什么化學(xué)反應(yīng)以及確定泰坦上豐富的甲烷的來源。

　　這項任務(wù)由兩個獨立的航天器組成，即卡西尼號軌道器和惠更斯號探測器。卡西尼號的建造是為了持續(xù)圍繞土星運行，而探測器將從卡西尼號上發(fā)射以便它能在土衛(wèi)六上降落。

　　總的來說，這項任務(wù)的結(jié)構(gòu)是使卡西尼號軌道器和惠更斯探測器能進行 27 項單獨的科學(xué)調(diào)查。當惠更斯探測器在 2005 年安全降落在土衛(wèi)六表面時，科學(xué)家們了解到該月球的表面具有濕沙的一致性并且由微小的冰卵石組成。探測器還在地面上檢測到了二氧化碳，而這在土衛(wèi)六的大氣中是沒有的。

　　卡西尼號繼續(xù)圍繞土星運行，直到 2017 年 9 月，它以墜入土星大氣層并解體的方式結(jié)束了任務(wù)。

　　朱諾號航天器

　　了解可能是我們太陽系中最古老的行星的形成對于了解我們自己的行星是如何形成的非常關(guān)鍵。木星被認為是在我們的太陽剛剛誕生的時候開始的，它是在大量的灰塵和氣體形成一個巨大的球體時形成的。

　　朱諾號航天器于 2011 年 8 月 5 日發(fā)射，旨在為 NASA 的科學(xué)家提供迄今為止對木星最深入的研究。這項任務(wù)是希望能更多地了解木星的起源、大氣、內(nèi)部和磁層。雖然木星被觀察到是一個氣態(tài)的球體，但人們認為它有一個穩(wěn)定和堅實的核心。根據(jù) NASA 的說法，測試這一理論是該航天器任務(wù)的一個額外目標。

　　正如 NASA 所描述的并跟 Phys.org 分享的那樣，這個航天器是為了抵御從木星發(fā)出的大量輻射而建造的。當它一直圍繞著這顆太陽系最大的行星運行時，朱諾號已經(jīng)觀察到從未見過的低空閃電并在木星的赤道附近探測到水。

　　斯皮策太空望遠鏡

　　2003 年 8 月發(fā)射的斯皮策太空望遠鏡成功地成為第一個捕捉到位于我們太陽系之外的行星照片的天文臺。這些行星被稱為太陽系外行星，在這次任務(wù)之前，人們無法捕捉到這些天體的圖像。斯皮策能發(fā)現(xiàn)離地球最遠的行星，它圍繞著近 13,000 光年外的一顆恒星運行。這個望遠鏡還能捕捉到一個以前不為人知的土星環(huán)--一個由七顆類似地球的行星組成的圍繞著一顆遙遠的恒星旋轉(zhuǎn)的星團--并且向 NASA 展示了宇宙中最遙遠星系的存在。

　　斯皮策發(fā)射拍攝的圖像令人嘆為觀止。自 2003 年以來，科學(xué)家們已經(jīng)能夠研究顯示一些太陽系外行星天氣狀況的詳細照片以及其他行星上水蒸氣的照片證明。

　　原本打算為期兩年半的任務(wù)現(xiàn)在已經(jīng)遠遠超出了 NASA 的預(yù)期。它仍在軌道上運行并繼續(xù)發(fā)送太陽系外天體的照片--一直到 2020 年 1 月 30 日這個項目的資金結(jié)束為止。
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