文/迟惑

▲ 猎鹰9 号火箭高居发射数量榜首

2021 年是全球航天从疫情当中复苏的年头。除了印度之外，多数国家的航天发射活动都已经恢复，这一年还发射了一些重要的型号。让人高兴的是，本年度的航天活动没有出现什么灾难性事件，和新冠肺炎疫情造成的巨大破坏形成了鲜明对比，也算是在疫情的阴霾下，给人类带来了一缕阳光吧！

2021 年的航天发射，中国和美国均超过50 次，继续遥遥领先。排在第三名的是俄罗斯。新西兰、欧洲、日本、印度、韩国、伊朗等其余航天国家的发射只有个位数。因前文已对中国航天2021 年发展做了专门概括，本文不再详述。

如果讨论具体火箭发射数量，那么“猎鹰9 号”高居榜首，紧随其后的是联盟火箭，其他火箭型号的发射都在个位数。

从卫星来说，发射规模最大的依然是“星链”，全年一共实施了7 次发射，入轨数量达到1012 颗。一网卫星实施了8 次发射，入轨288 颗，位居第二。其他型号的卫星发射都远远不如这两个星座的规模大。

本年度涉及载人航天的发射活动很幸运地都取得了成功。其中，中国分别发射了空间站核心舱、两艘载人飞船和两艘货运飞船。美国太空探索技术公司发射了两艘货运飞船、两艘国际空间站对接飞船、一艘纯商业旅游飞船，诺·格公司发射了两艘货运飞船。俄罗斯发射了两艘载人飞船，三艘货运飞船和两个国际空间站舱段。

▲ “龙”货运飞船准备与国际空间站对接

火箭发射：有些事故 无大碍

2021 年度的航天活动总体来说比较幸运，没有发生什么灾难性的重大事故。全年虽然有8 次发射失败，但影响都很有限。

“世界”号功败垂成

10 月21 日，韩国“世界”号火箭差一点点未能把卫星送入轨道，功亏一篑。这是韩国真正意义上自行研制的火箭。人们一度非常关心75 吨推力的一级和二级火箭发动机KRE-075，担心它是不是能顺利工作。韩国航天科研部门也是这样想的，甚至还专门为它研制了一枚实验火箭。事实证明，他们的谨小慎微没有错，KRE-075 顺利完成了自己的推进任务。但问题却出在第三级火箭发动机上，这台推力只有7 吨的KRE-007 发动机没有完成498 秒的推进任务，在第475 秒就罢工了。按照韩国方面此前公布的有关数据，对KRE-007 发动机的考核似乎有点不够，没有实施过超过498 秒的持续燃烧试验，可能问题就出在这里吧。但总体来说，已经距离成功很近了。

本年度“最小”失败

美国萤火虫公司的阿尔法火箭是一种比电子号火箭略大一点的型号，高度为29.75 米，直径1.8 米。它采用液氧甲烷燃料，一级采用4 台“金甲虫”发动机，总推力734 千牛；二级采用“闪电”发动机，推力67 千牛。按设计，这种火箭可以把1 吨载荷送入630 千米的低轨道，或者500 千米太阳同步轨道，每次飞行大概收费1500 万美元。想法很好，但是出师不利。美国东部时间9 月2 日21 时59 分，“阿尔法”在加州范登堡太空军基地点火起飞，仅仅过了1 分47 秒，第一级就发生了故障，火箭并没有超过音速。而按照设计，起飞后40 秒就应该超过音速。到了2 分18 秒的时候，控制员表示，火箭总算超过音速了。然而，几秒钟后火箭就失去了控制，大概在起飞后2 分29 秒爆炸，为我们贡献了2021 年度航天发射最惨烈的一张照片。

本年度“最大”失败

8 月11 日，印度空间研究组织的GSLV F10 火箭发射失败。当时火箭运载的是印度第一颗静止轨道遥感卫星EOS3。这颗卫星原本打算在1 月发射，但是不断推迟，先后考虑过3 月、4 月、5 月发射，但一直未能实现。结果到了8 月，发射还是失败了。这也是本年度唯一一次大型火箭发射失败。

火箭起飞后，一级、助推器和二级火箭都工作正常。但5 分钟后，低温上面级没有能够点火，火箭失去了控制。EOS03 是一颗重达2268 千克的卫星，按照原计划，它可以在地球静止轨道上获取分辨率为42 米的可见光图像，每半小时拍摄一次整个印度次大陆。如果拍摄小范围地表，可以把时间分辨率提高到5 分钟。

另外，中国快舟火箭发射失败一次，中国民营企业研制的双曲线1 火箭遭遇了两次发射失败。伊朗也发射了一次卫星，但是遭到失败。

2021 年最励志故事

2021 年度最励志的故事，可能就是美国阿斯特拉公司的火箭发射。经过3 次失败之后，阿斯特拉公司的第7 枚火箭终于成功入轨。

第七枚和3 次失败之间似乎并不能形成对应关系。这是因为，该公司的前两枚火箭仅仅是用来测试发动机和测控系统的，并没有入轨的打算。从第三枚火箭开始，阿斯特拉公司才瞄准了低轨道发射。但第三枚火箭压根没点火就出事故损毁了，后面3 次发射也是屡战屡败。

2021 年11 月19 日，编号为“火箭3.3”（或LV0007）的阿斯特拉火箭从阿拉斯加州科迪亚克岛的太平洋航天港起飞。这枚高13.1 米、直径1.3米的小型火箭向正南偏东方向飞行，进入太平洋上空。

火箭的两级发动机工作正常，在发射后近9 分钟的截止时间内达到了7.61 千米/秒以上的速度，进入438×507 千米的轨道，倾角为86 度。火箭没有携带载荷，但是为美国航天军携带了一枚模拟有效载荷，所以这次试飞获得STP-27AD2的军用编号。此外，阿斯特拉火箭的一个突出特点就是快速响应，整个发射现场团队一共只有5 人。

阿斯特拉公司成立于2016 年，这家公司用5 年时间就可以把火箭送入轨道，比太空探索技术公司还快。太空探索技术公司从公司成立到火箭入轨，用了6 年时间。所以，阿斯特拉公司的成绩看起来还是有价值的。当然，失败了3 次还能得到美国军方的全力支持，可见这家企业的背景十分深厚，绝不是什么白手起家。

阿斯特拉公司官员表示，他们希望最终能实现每天发射一次，满足美国军方、商业公司和科学机构的需求。

阿斯特拉公司的基本流程是这样的：公司的装备线位于加利福尼亚州的阿拉米达，火箭完工之后，装上平板卡车，长途跋涉，前往军方指定的发射场。整个发射团队仅10 人左右。

阿斯特拉公司的第一枚入轨火箭“火箭3.0”，原计划于2020 年2 月发射，但一再延迟，并且在一次事故中被毁。

2020 年9 月11 日，“火箭3.1”尝试发射，在起飞30 秒后由于导航系统问题导致火箭偏离轨道而被迫自毁。

2020 年12 月15 日，阿斯特拉公司发射“火箭3.2”，在差一点就达到第一宇宙速度的时候，上面级发动机却关机了，发射再次失败。

2021 年8 月28 日，阿斯特拉“火箭3.3”发射时，第一级5 个发动机之一提前关闭而中断，推力损失导致火箭在发射台上来回摇摆，然而居然起飞了。但是两分半钟后，控制员认定它不可能入轨，于是发出了自毁指令。

所以，LV0007 任务的成功，真的可以叫做来之不易。

最会起名的公司延续传统

火箭实验室公司2021 年继承了优良传统，继续在飞行任务的起名上一骑绝尘，创意水平远超世界其他火箭商。

2021 年1 月20 日，电子号火箭发射德国OHB 集团小型GMS-T 通信卫星。这颗卫星“将启用特定频率，以支持未来的轨道服务”。该卫星的发射原本计划在1 月16 日进行，因为传感器问题而推迟。本次发射被命名为“又离开地壳啦”。

2021 年3 月22 日，电子号火箭发射了7 颗小卫星，包括美国黑天公司的一颗可见光对地观测卫星，新南威尔士大学和澳大利亚空军合作的M2立方星等。本次发射的绰号是“它们飞得好快啊”。

2021 年5 月15 日，电子号火箭为黑天公司发射两颗小型可见光对地观测卫星。这次飞行的绰号是“脚趾都跑丢了”。虽然幽默，但是一语成谶，火箭第二级工作异常，坠入了南太平洋。火箭实验室公司成功回收了第一级，聊以自慰。

2021 年11 月17 日，电子号火箭再次为黑天公司发射遥感卫星，这次算是顺利入轨。因为5 月份的故障归零，这次飞行从8 月底推迟到9 月，然后推迟到10 月，在11 月终于成行。可能是为了讨个口彩，这次飞行绰号是“一见钟情”。

未来，火箭实验室公司打算逐步实现更高的发射频率，甚至做到一个星期发射一次。这让人非常担心，他们的创意师有没有那个能力，隔几天就编出一个让人捧腹大笑的名字来。

本年度还有一次电子号火箭的发射就没有绰号。7 月29 日，电子号火箭为美国太空军发射一次空间技术试验任务，据说搭载了一颗空间天气研究卫星。这或许是因为用户太严肃了吧。

▲ 竖立在发射台上的阿斯特拉火箭

▲ 电子号火箭为黑天公司发射两颗小型可见光对地观测卫星失败，这次飞行的绰号是“脚趾都跑丢了”

卫星行业：波澜不惊中有“意外”

▲ 安装在野外的星链卫星天线

▲ 太空中的一网卫星艺术想像图

2021 年的卫星行业波澜不惊。作为业界热门的低轨道宽带互联网星座正在部署当中，其中包括美国太空探索技术公司的“星链”、英国一网公司的“一网”，以及加拿大电信卫星公司的“光速”。这些星座都在不断取得细分领域的技术进展和商业进展。“星链”还公开了用户终端，引发了一场讨论。但是这些讨论基本上都还限制在专业领域之内。或许，这是因为上述星座都还没有开通业务，没有用户评测。估计对低轨互联网星座的关注和评测高潮，会出现在“星链”和“一网”部署完成之后。

2021 年，还有两个大型星座进入计划，分别是贝索斯的柯伊伯星座和美国阿斯特拉公司的低轨道星座。其中阿斯特拉公司的星座野心最大，这家公司不过是刚刚发射成功一次而已，但已经向美国政府申请建立一个12000 颗小卫星的星座。

星链与一网加速建设

到了2021 年，频繁发射已经不能成为“星链”上新闻头条的理由了。人们更关心的是，这个星座到底好用不好用。这一年，“星链”最大的新闻，应该就是公布了新的用户天线。

应该说，当这副天线第一次亮相的时候，人们有点大失所望。因为天线外观看起来就是传统的碟型反射面。不过随着细节的披露，人们纷纷承认，自己看走眼了。这是一部长得像碟形天线的相控阵天线，而且结构异常复杂。2020 年的天线是23 英寸直径的圆盘。2021 年，“星链”系统发布了一种12 英寸宽、19 英寸长的新天线，安装使用更加容易了。至于新天线的价格，大概不到300 美元。

在马斯克声望加持和欧美市场特点的共同作用下，如今“星链”已经在全球拥有了超过14 万用户，还有75 万用户正在申请。他会不会在卫星通信市场重现特斯拉奇迹，看来是很乐观的。

▲ 准备释放的星链卫星

一网星座的2021 年还算四平八稳，不但星座在持续部署，而且配套商们正在积极研制通信终端。一网公司还拿下了一些重要的军方和政府用户。对一个在2020 年陷入破产保护的企业来说，四平八稳就是最大的成绩了。因此，一网公司现任总裁内尔·马斯特森被著名的《空间新闻》杂志评为年度人物。按照媒体说法，这位马斯特森原本是媒体集团汤姆森-路透的首席财务官，在那里干了20 年，从来没有宇航产业的经验。作为外来的和尚，马斯特森在2020 年11 月以后，努力克服疫情带来的影响，积极推进发射计划，为2022 年实现全球业务初步开通奠定了基础。马斯特森还引入了不少战略投资者，包括韩国的韩华集团、欧洲通信卫星公司等等。在他的努力下，一网公司筹集的资金，比完成星座需要的总投资还多了5 亿美元，真的是功不可没。

俄罗斯的反卫星试验

2021 年11 月15 日，俄罗斯实施了一次反卫星试验。苏联时代就已经掌握了反卫星技术，但是冷战结束之后，俄罗斯在高技术领域长期停滞不前。虽然俄罗斯历届领导人都非常重视空天对抗能力发展，无奈国力有限，难以投入足够的资金来继续开发和提升对抗手段。普京时代，俄罗斯经济情况有所改善，经过坚持不懈的投入，俄罗斯空间对抗能力总算有所回升。其中当然也包括反卫星能力。

从2020 年开始，俄罗斯公开展示新一代A-235 反导系统。人们都知道，反导的导弹，也能用来反卫星，而且反卫星的难度要更小一点。因为卫星的轨道比较固定，预测比较容易，时间上也更从容一点。俄罗斯不缺少各种老款弹道导弹，随便找一发来测试A-235 非常容易。可从来没有人想到，俄罗斯还是要用反卫星的方式，来验证一下A-235 的性能。

A-235 的导弹武器系统被称为PL-19 Nudol。根据美国方面提供的数据，在过去8 年里，Nudol 至少发射了10 次，其中8 次成功。Nudol是一种机动式导弹，它的发射器可以用卡车头拖着行军，接到命令之后立刻停车发射。在2021 年11 月15 日实验之前，俄罗斯宣布，在普列谢茨克基地上空临时禁止航空飞行。这是常见的导弹试验或者宇航发射管制措施，防止有飞行器误入试验区域而产生危险。但是，这种通报一般不说明发射的具体内容，外界也并不知道。

导弹发射后不久，美国航天军的太空篱笆雷达发现，苏联时期发射的一颗军用卫星“宇宙1408”状态异常。这颗卫星是在1982 年发射的，如今早就变成僵尸了。在反卫星实验之前，它飞行在高度大约480 千米、倾角82度的轨道上。美国雷达发现，“宇宙1408”原来位置上突然多出了好几个物体，而且一部分新增物体的高度超过了“宇宙1408”。很显然，这是被地面直接上升式反卫星导弹攻击了，而且是从下往上挨了一下。美国方面确认事态后，太空军、美国宇航局、国务院采取一致口径，指责俄罗斯破坏了低轨道空间环境。

美国太空军詹姆斯·迪金森上将说，已经观察到1500 个碎片出现。考虑到地面雷达的分辨率是有极限的，可能还有更多、更小的碎片没有被观察到。迪金森认为“可能产生数十万块较小的轨道碎片”。

从某种意义上说，这样的指责不是没有道理的。在俄罗斯反卫星试验的轨道下面，在400 千米高度，运行着国际空间站和中国空间站。当然，两个空间站的轨道倾角大约都是42度，因此“数十万块碎片”和空间站相撞的可能性不大。即便如此，国际空间站的航天员还是采取了紧急避险行动。当时站内有7 名航天员，其中还有俄罗斯人。他们赶紧逃到了飞船里，防止电影《地心引力》那种情况的发生。虽然后续事态有惊无险，但也把他们吓了一跳。

这么吓人的举动发生在俄罗斯这个航天老牌强国身上，让人匪夷所思。著名的俄罗斯分析人士帕维尔·波德维格称，可能是官僚主义的惰性导致了这么无厘头的决策。他说，“以任何合理的决策体系，我都不认为这种事情会发生。”所以，可能是研制单位自说自话地搞了一次试验，俄罗斯政府有关部门也没有仔细考虑后果，就批准放行了。

俄军方在一份声明中表示，国防部成功地进行了一项试验，击中自1982 年以来一直在轨道上的“宇宙1408”。声明称，有关试验没有带来危险。“美国确切地知道，按照试验时间和轨道参数，所产生的碎片没有也不会对轨道站、航天器和空间活动构成威胁。”

载人航天：更新设备惊魂不断

目前的国际空间站已经垂垂老矣。不但如此，因为俄罗斯与西方在政治上的不和，这个伟大的空间设施前途暗淡。2021 年，国际空间站先后3 次发生比较大的不正常事件，首先是新型太阳电池安装不顺利，然后是俄罗斯实验舱和空间站“顶牛”，最后就是反卫星事件惊魂。更麻烦的问题是，今后的空间站该怎么办。

换个电池也麻烦

2021 年6 月中旬，科研人员打算为国际空间站更换全新的柔性太阳能电池。这种太阳能电池和中国空间站使用的是同一种类型。它在发射的时候可以收纳成一个细长的圆筒，入轨展开后可以达到非常大的面积，又轻又薄。国际空间站的老款太阳能电池已经运行了20 多年时间，发电能力正在退化，已经不能支撑站上的生活与试验，所以更换势在必行。

6 月16 日，欧空局航天员托马斯·佩斯凯特和美国宇航局航天员谢恩·金布罗穿上航天服爬出舱外，打算在主桁架的最左端安装一个新型太阳能电池阵列iROSA。

国际空间站总共有8 副太阳能阵列，桁架每侧4 个，总共可以提供120 千瓦的电力。2000 年投入使用的两个P6 阵列工作时间最长，它负责为2B 和4B 通道供电。这次太空行走需要安装的iROSA 就是替换其中之一。

两人用手传递着iROSA 卷，但是传到一半，金布罗发现自己的宇航服数据显示出状况了。太空里没有什么可以不在乎，金布罗只能回到气闸舱里，用数据电缆重置了电脑，恢复正常之后再次出舱。经过一番努力，两人总算把iROSA 装到了基座上。然而，或许是因为旧的太阳能电池还没有拆除，新的iROSA 无法展开。这时，两人在舱外已经停留了7 个多小时，体力耗尽，只得回到气闸舱里。

▲ 展开后的新型太阳能电池阵列iROSA

4 天以后，两人再次出舱。经过一番苦战，总算找到办法展开了iROSA。和老款的太阳电池相比，iROSA 更窄更短。所以，两人设法找到一个安装位置，让iROSA 重叠在老电池上，呈10 度的夹角。这样，iROSA 就把老电池遮挡了一大片。但是iROSA 的发电效率更高一些，所以新老电池联合发电，发电功率还有所提高，就是看起来有点累赘。

这次成功让两人有了信心，6 月25 日，两人爬到桁架左侧，在对面又装了一副iROSA。

之后的一次太阳电池安装在9 月份，执行任务的是日本航天员星出明彦和法国航天员托马斯·佩斯凯特。这次他们在桁架的右侧装了3 副iROSA，两人在舱外干了6 个多小时，总算完成任务。

说到这里，人们可能觉得奇怪，为什么两边的iROSA 数量不一样呢？按照美国宇航局的计划，到2023 年才把第六副iROSA 装到左侧，达成平衡。

自己和自己顶牛

2021 年度俄罗斯为国际空间站提供了两个新的舱段，分别是“科学”舱和新“码头”节点舱。“科学”舱先上天，“码头”舱后上天。“码头”舱的飞行比较顺利，但是“科学”舱却给空间站带来了史无前例的大麻烦。

▲ 完成对接后的“科学”舱

在国际空间站上，原本对接着一个叫做“码头”的舱段，我们叫它旧“码头”，它是在2001 年发射上天，对接在“星辰”核心舱上的。“码头”舱支持了52 次太空行走，并作为俄罗斯联盟号和进步号飞船的对接口，供航天员和货物进出空间站。2009 年，俄罗斯又发射了一个Poisik 舱，设计与“码头”相似，目前仍在服役。

不过，“码头”舱肯定是阳寿已尽。7 月26 日，“码头”舱作为国际空间站的节点舱和气闸舱，在服务了近20年之后，被一艘进步货运飞船拖着离开空间站，返回大气层烧毁。

把一个如此重要的舱段从空间站上分离，不是直接关上舱门脱钩那么简单。6 月2 日，俄罗斯航天员奥列格·诺维茨基和彼得·杜布罗夫进行了一次舱外行走，他们重置与“码头”舱相连的可伸缩天线，还拔掉了天线电缆。

“码头”舱坠落的碎片掉进了新西兰和智利之间的南太平洋偏远地区，算是有始有终。

旧的节点舱离开后，还不能把新的舱段直接对接上去。地面团队用加拿大臂上的摄像头，检查了“星辰”舱上面向地球的对接端口，历时7小时，确保对接机构上没有碎片或障碍物。因为“码头”舱对接到这个口上以后，在20年的时间里没有动过地方。

取代“码头”对接在这个口上的，并不是另外一个节点舱，而是“科学”舱。“科学”舱最早是俄罗斯功能货舱“曙光”的备份。俄罗斯在2004 年表示，既然“曙光”工作正常，那就把“科学”舱改成实验室舱。按照计划，“科学”舱应该在2007 年发射，但一直没有等来机会。2013 年，俄罗斯能源集团在例行检查中，还发现它的推进系统有毛病，于是退回制造商赫鲁尼切夫科研生产联合体。目前还不知道，2013 年发现的这处毛病和今年的故障是不是有关。

“科学”舱发射之后就出了问题，推进系统工作不太正常。经过几天抢修，“科学”舱总算爬到了国际空间站的轨道上，成功地与“星辰”舱对接。但3小时后，“科学”舱发生异常，软件错误导致“科学”舱的推力器意外地喷射起来，让空间站的姿态大幅度失控。等到航天员发现问题时，空间站已经歪得很厉害了。

为了把姿态调整回来，“星辰”舱只能启动自己的推力器，试图抵消“科学”舱的推力。然后“进步”号飞船的推力器也加入了进来，以提供更大的纠正力量。

美国宇航局的飞行任务负责人泽布隆·斯科维尔后来在推特上说，这种纠正的过程，看起来就是“科学”舱和“星辰”两个舱段的推力器之间的“武力对抗”。考虑到舱段的方向和推力器的推力，“国际空间站是带了一把刀去参加枪战”。

虽然国际空间站严重偏离了正常姿态，但人们最终赢得了“原力之战”，回到了正确轨道和姿态上。根据事后测算，空间站一共反转了540 度，没错，整整一圈半。如果这不是发生在宇宙里而是发生在大海上，整个设施已经倒扣在水里了。

但是不管怎么说，“科学”舱算是平安无事了。9 月3 日，两位俄罗斯航天员出舱行走，把“科学”舱和国际空间站的电网连接在一起，插好8 根电缆，这样，“科学”舱就可以用上太阳能电池的电力了。这些工作用去了两位航天员7 小时54 分钟的时间，氧气和体力都已经耗尽。按计划，还需要在“科学”舱外安装两个太空行走扶手，扔掉不再需要的电缆卷轴，不过这两个任务只能取消了，以后再说。

替代“码头”舱的，是发射于11月25 日的新“码头”舱。它的飞行过程没有出什么纰漏，也算是让国际空间站终于安全地过完了2021 年吧。

欧洲机械臂

“科学”舱的到来，不但为国际空间站提供了新的科学设备安装空间，还带来了新的氧气生成系统、新的厕所，还为空间站上的俄罗斯成员带来了一个新的睡眠空间。当然，“科学”舱最重要的任务之一，是携带欧洲机械臂。这个机械臂也是在地面上等了很久，才迎来了上天的机会。

欧洲机械臂长约10 米，质量约为620 千克，由7 个关节、2 段手臂和两套末端效应器构成。和“加拿大臂2”以及中国机械臂一样，欧洲机械臂采用了两端对称设计，两段手臂两端各有一个完整的3 自由度腕部和末端效应器，让欧洲机械臂可以在空间站的基点之间爬行。它主要用于俄罗斯舱段部分外挂设备的在轨装配，如安装隔热板、拓展气闸舱，并开展其他舱外服务，这些辅助功能将降低航天员在太空行走时的难度。

欧洲机械臂由轻质的铝和碳纤维构成，能够移动和安装约8000 千克的组件。末端定位精度可达5 毫米。航天员能够从“科学”舱内部实时控制手臂，或者对其进行预编程以自主执行任务。手臂的中间还有一个内置的中控计算机，太空行走过程中的航天员可以通过设备输入指令。机械臂还加装了脚限位器用来扩展航天员的出舱活动范围，辅助加成提高太空行走的工作效率。

▲ 欧洲机械臂艺术想像图

深空探测：什么都想去看看

▲ 阿联酋的希望号火星探测器

▲ 毅力号火星车和机智号火星直升机合影

2021 年度在深空探索领域的一项重大成就，就是中国、美国、阿联酋3 颗探测器同时抵达火星并开展探测活动。此外，两次有关小行星探测的任务以及詹姆斯·韦伯空间望远镜的发射，也是这一年中深空探测的亮点。

三国探测器同时抵达火星

2021 年有一个非常感人的场景，那就是中国、美国和阿拉伯联合酋长国的火星探测器同时抵达这颗红色星球，开展了深入的探测。中国的祝融号和美国的毅力号火星车先后成功着陆，这是有史以来首次有两个国家同时实施火星着陆任务，并且全都取得成功。

“毅力号”的成功着陆为人类的首次火星采样返回奠定了一个良好的基础。但是实际上“毅力号”的采样活动并没有那么顺利。“毅力号”采用了一种非常巧妙的采样机构，可以采集10 厘米左右的岩石或者泥土样本，然后用一个偏心机构把它从岩石上掰下来。这个机构在地球上经过了反复的实验，按理说应该是万无一失。但让人意想不到的是，2021 年8 月7日，“毅力号”在火星上的首次采样却没有取得成功，直到9 月6 日才成功采集到了第一个岩石样本。此外，“毅力号”还创造了人类的另外一项纪录，那就是把一个空前沉重的设备降落到了火星表面。

▲ 毅力号火星车

▲ “露西”探测小行星的想象图

在“毅力号”采样之前，美国宇航局还完成了另一项人类首次。2021年4 月19 日，美国宇航局的机智号小直升机成功完成了人类在其他星球上的首次有动力飞行，在火星表面完成了短时悬停。“机智号”的重量只有1.8千克，属于一项技术验证任务，将来可能为火星探测提供更多维度。在完成4 次飞行后，4 月30 日，“机智号”从技术验证转向与“毅力号”配合工作的考核模式。

阿联酋出资的希望号火星探测器是火星“三剑客”当中最缺乏悬念的，因为它的目标是环绕火星轨道飞行。希望号火星探测器实际上是由美国一所大学研制的，阿联酋派出一些本土人士参与了其中部分科研活动。国内外有些分析者认为“希望号”只不过是财大气粗的阿联酋搞的一项科学游戏罢了。不过从另外一个角度来说，他们如果不把这笔钱拿来搞航天科研，或许就会去干一些无聊的事情。火星探测这件事如果能引起石油输出国的兴趣和荣誉感，那么或许他们今后就会拿出更多的钱来支持太空探索活动，这对整个人类的科学进步来说，应该还是一件好事吧。

当然看到这一幕，心里最不是滋味的就应该是欧空局了。他们的第二次火星生命漫游车计划从2018 年一直跳票到2020 年还是没有发射成功，因此在2021 年的这段时间，欧空局就只能看着中美火星车在这颗在红色的土壤上撒欢。至于他们的火星生命漫游车能不能成行，还要看2022 年的时间窗口能不能抓住。考虑到疫情能够打乱2020 年欧空局的发射计划，那么新出现的奥密克戎毒株会不会打乱2022年的计划，实在是叫人不敢乐观。

向小行星进发

2021 年度的深空探测计划除火星探测器外，小行星探测器也相当吸引眼球。2021 年10 月16 日，美国宇航局用宇宙神5 运载火箭成功将露西小行星探测器发射升空。“露西”是第一个探索特洛伊小行星群的深空任务。它将飞越并对7 个不同的特洛伊小行星进行遥感探索，研究它们的地表地质、表面颜色和组成、地下特征和整体特征、卫星和环。科学家们可以据此破译太阳系历史的重要线索，甚至可能向我们揭示地球上有机物质的来源乃至生命的起源。

与“露西”以探测为主的任务不同，本年度另外一个与小行星有关的探测器主要目的则是防御。2021 年11 月24 日，美国宇航局在范登堡太空军基地用太空探索技术公司的猎鹰9 号火箭，将双小行星重定向测试（DART）探测器发射升空。这个探测器的主要任务是进行小行星防御试验，用来测试对于小型固体近地天体来说，非核动能撞击产生的偏转效果，为实际防御小行星积累经验和技术。按计划，它将于2022 年9 月27 日7 时14 分以大约6.6 千米/秒的相对速度撞击迪迪莫斯双小行星系统中较小的一颗小行星迪莫菲斯，届时双小行星系统距离地球只有约1100 万千米，便于地面设施进行观测。它还携带了一个6U立方星以便获取撞击小行星时和撞击溅射物的图片。

2021 年的另一项伟大成就，是哈勃空间望远镜的接替者詹姆斯·韦伯空间望远镜的发射升空。因本期杂志有专题探讨，这里不再赘述。

商业航天：你方唱罢我登场

▲ 飞行中的布兰森

▲ 贝索斯的飞行团队

2021 年，商业航天发展依然呈现强劲势头。除了商业火箭、商业卫星频频登场亮相之外，商业太空旅游也取得了前所未有的突破。

马斯克与贝索斯的“宫斗”

在整个2021 年，航天界最八卦的事情应该就是马斯克和贝索斯之间的官司了。这两个人不仅仅是美国商业航天界最出风头的两个业界领袖，也是整个美国新技术产业突破的希望之星。所以，几乎整个美国，从民间到资本，都把重振美国经济的希望寄托在俩人身上。

在传统上，人们往往认为马斯克更加激进，贝索斯更加稳健。但是到了2021 年，至少在航天领域，贝索斯已经明显落后于马斯克，差距之大，已经到了让人尴尬的地步。以至于贝索斯不得不动用法律手段，试图阻止马斯克的高歌猛进。但结果却让贝索斯丢尽了颜面。

贝索斯进入航天，要追溯到2000年。在这一年，他创立了蓝色起源公司，准备在航天领域大干一场。两年后的2002 年，马斯克才成立太空探索技术公司。

▲ 马斯克的“星船

两年的差距，在航天领域，是不可忽视的。即使按照比较保守的节奏，两年时间也足够把对手甩开一个研制阶段了。但是，马斯克却表现出了令人惊异的推进速度。到了2021 年，马斯克已经完成了如下成绩：①一种频繁飞行的成熟大型火箭猎鹰9 号；②一种可重复使用的货运飞船，“龙”；③一种可以重复使用的载人飞船，“载人龙”；④成熟的第一级火箭回收技术；⑤一种在露天工厂里造出来，并且能飞行的火箭“星船”；⑥一种覆盖全球的超大规模低轨道宽带互联网星座“星链”。

那么，贝索斯做到了什么？到目前为止，他打算提供给美国联合发射联盟公司的BE-4 火箭发动机已经推迟了4 年多。它原本打算在2021 年装箭首飞，如今发动机的交付还没有完成，不过据说2022 年年初就可以做到。贝索斯在2019 年展示了一种货运型月球着陆器，但是至今也就是模型而已，没有任何证据表明这种飞船进入了正式研制。或许2021 年，贝索斯最风光的事情，就是在8 月份乘坐自己公司研制的新谢泼德亚轨道飞船，抵达太空的边缘，享受了3 分钟的失重。贝索斯对这次飞行评价极高，把它形容为商业航天的一个重大里程碑。但是，在马斯克的成就面前，贝索斯所做的一切都黯然失色了。

贝索斯既然正面竞争不是马斯克的对手，自然要想办法扯扯马斯克的后腿。根据统计，贝索斯在过去的一年里起诉马斯克达23 次之多。如果把起诉书都打印出来，完全可以把马斯克的办公室大门都糊上了。其中最有意思的一次诉讼，是在2021 年的8 月，美国宇航局宣布，马斯克独吞了“阿尔忒弥斯”月球计划中的载人月球着陆器研制合同，入账29.4 亿美元。马斯克将把他著名的不锈钢大火箭“星船”改造成月球着陆器，蓝色起源公司等其他竞标厂商空手而归。

贝索斯当然不能接受如此残酷的结局，于是立刻发起诉讼。当然，蓝色起源公司不能用“我也要”这种借口来起诉。这家公司的理由是，美国宇航局没有要求投标人在发射载人着陆器的每个要素之前，都要进行飞行准备审查（FRR）。太空探索技术公司每一次发射“星船”之前，都没搞FRR，但美国宇航局并没有取消马斯克的竞标资格。言下之意，其他公司如果老老实实搞FRR，那不就耽误进度了吗？马斯克走了一条不公平的捷径。

对蓝色起源的起诉，美国政府问责局说，没有证据表明，其他投标人如果知道美国宇航局将放弃FRR 要求，会修改自己提出的方案。不过蓝色起源却反驳，如果它知道这种情况，“会设计和提出一个完全不同的架构，在技术、管理和价格方面有相应的差异”。

这场诉讼的结果是非常复杂的，国会一度打算采取措施，照顾一下贝索斯。蓝色起源总部所在的华盛顿州民主党参议员玛丽亚·坎特维尔提出，要求美国宇航局授予第二份月球着陆器合同。美国国会还讨论了在拜登的新基建计划中，给贝索斯留100 亿美元建造新着陆器，不过并没有最终落实。

事情拖到2021 年年底，贝索斯终于挨了一记闷棍。2021 年11 月18日，美国联邦索赔法院法官理查德·赫特林做出裁决，他说：“法院认为，蓝色起源公司没有实质性的机会获得合同，这家公司的评估有错误。其投标案的定价远远高于美国宇航局的可用资金，而且本身也不符合要求。蓝色起源公司辩称，它本应提交一份替代的方案。但法院认为这种所谓方案是自己假设的，没有记录支持。”

这位法官还说：“蓝色起源公司没有证据表明，美国宇航局的评估或其在采购过程中的行为是任意的、反复无常的或违反法律的。美国宇航局对提案进行了彻底、合理的评估，并且在整个采购过程中的行为没有违反法律。”

这份裁决出台之后，贝索斯决定放弃诉讼。而马斯克则嘲笑贝索斯，称他“靠打官司是没法登上月球的”。

有分析人士表示，这些动作的背后，不仅仅涉及商业航天，更涉及美国高层次的政治斗争。因为贝索斯在诉状被驳回之后，立刻宣布，打算向前总统奥巴马的基金会捐款一亿美元。这笔钱对贝索斯来说不算什么，但很可能关系到美国共和、民主两党的勾心斗角。当然，对航天业者来说，这种争斗可能是好事，这意味着航天产业已经呈现出主流产业的态势，成为值得资本集团全力争抢的对象了。

三次商业航天飞行

▲ 新谢泼德待飞

2021 年7 月11 日维珍银河公司创始人理查德·布兰森搭乘本公司的太空船二号飞行器进行了一次亚轨道飞行。“太空船二号”挂载在“白衣骑士”载机的机翼下，从新墨西哥州美洲航天港起飞，到达约13.7 千米的高空后，“太空船二号”脱离载机，点燃了其固液混合火箭发动机飞向亚轨道空间。发动机工作约60 秒后，将“太空船二号”送至85.9千米的高度。随后飞行器滑翔返回，在美洲航天港的跑道上着陆。整个飞行共历时58 分钟，失重过程持续约3 分钟，乘客们可以看到在漆黑宇宙中的地球。此次飞行由两名驾驶员操控飞船，座舱内除布兰森外还有维珍银河公司的另外3 名员工。

▲ 理查德·布兰森，维珍银河创始人

紧随其后，2021 年7 月20 日美国亚马逊公司创始人杰夫·贝索斯乘坐新谢泼德号火箭升空，进行蓝色起源公司“新谢泼德号”的首次载人飞行。乘员舱在动力飞行段结束后与助推器飞离，飞至107 千米的最大高度，7.5 分钟后助推器在指定位置实现了有动力首陆。起飞10 分15 秒后，“新谢泼德号”乘员舱借助降落伞安全着陆。本次飞行以全自主方式进行。除了贝索斯本人，还有几名乘客与他一同进行了这趟亚轨道之旅，包括他的兄弟马克·贝索斯，83 岁的女飞行员沃利·芬克，以及一位18 岁的付费旅客奥利弗·戴曼。

就在布兰森和贝索斯两人相隔9天先后进行亚轨道太空飞行后的两个月，由亿万富豪艾萨克曼出资的“鼓舞四人组”完成了全球首次全私人、“全平民”载人轨道飞行。2021 年9月16 日，太空探索技术公司的猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角将一艘“载人龙”飞船发射升空。搭乘这艘“载人龙”的除艾萨克曼外另三人分别是女科学家和教育工作者赛安·普罗克特、医师助理海莉·阿塞诺和任务专家克里斯托弗·森布罗斯基。艾萨克曼亲自担任指令长。本次飞行共历时71 小时3 分钟，飞船返回舱于9 月18 日在佛罗里达州外海溅落。

▲ 鼓舞四人组

这三次商业航天飞行，将一个新的航天时代的大幕徐徐拉开，让普通百姓的太空旅行成为可能。据维珍银河公司称，虽然他们的船票已高达每个座位45 万美元，仍有约600 人预订了上天飞行的船票，预计还会有更多人订票。蓝色起源公司虽然还没有公布他们的船票价格，但公司已经在悄悄私下出售后续飞行的船票，据他们的老板贝索斯透露，销售额已接近1 亿美元，需求非常旺盛。