本
文
摘
要
岁末年初，我们即将告别虎年，迎来新的一岁。回望2022，虽仍旧饱受疫情的影响，但我们探索宇宙的初心没有改变，依然火热。按惯例，我们从2022年发生的众多天文事件中，遴选出我们认为最具代表性的十件，以飨读者。
【前期回顾】
1/ 银河黑洞终现身，最近黑洞始发现
2/ 韦布首发照片亮相，未来发现值得期待
3/ FAST持续显神威，多领域突破性发现
4/ LAMOST再立奇功，揭示银河系成长历程
5/ 月球矿藏丰富，革新人类认知
6/ 美国登月将实施，中国未来很期待
7/ DART完美撞击孪小星，行星防御迈上新台阶
8/夸父一号发射升空，
天地太阳观测就绪
2022年10月9日，利用长征二号丁型运载火箭，中国在酒泉卫星发射中心成功将“夸父一号”发射升空。夸父一号全称先进天基太阳天文台（Advanced Space-based SolarObservatory，ASO-S），是由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星。
夸父一号上搭载了三台载荷，分别是全日面矢量磁像仪、莱曼阿尔法太阳望远镜和太阳硬X射线成像仪，它们将在紫外和X射线波段研究太阳。全日面矢量磁像仪是中国第一台空间太阳磁场测量设备，可以观测太阳的全日面矢量磁像数据，与国际同类载荷相比，具有更高的磁场测量灵敏度和时间分辨率；莱曼阿尔法太阳望远镜对应着太阳观测的“新窗口”，是我国第一台空间莱曼阿尔法太阳望远镜，可以实现莱曼阿尔法波段从日面到内日冕无缝观测，具有极高的杂散光抑制能力，以及自动监测太阳耀斑爆发能力，另外能够实现观测模式的在轨自主转换；太阳硬X射线成像仪采用独特的傅里叶变换调制成像原理，对太阳耀斑活动中的30-200keV高能辐射进行全日面高分辨率成像和能谱探测，其傅里叶分量在空间调制同类设备中最高，性能指标达到国际一流水平。
夸父一号卫星示意图。
夸父一号的科学目标是“一磁两暴”，磁就是磁场，两暴就是两个太阳上两类最剧烈的爆发现象：耀斑、日冕物质抛射，夸父一号的目的就是要研究这三者之间的关系，也就是磁场与耀斑的关系，磁场与日冕物质抛射的关系，日冕物质抛射与耀斑的关系，还要研究它们的形成、演化、相互作用和可能存在的因果关联，为空间天气预警提供支持。
夸父一号的发射在国际上实现了“三个首次”：首次以“一磁两暴”作为卫星的科学目标并且配置相应的载荷组合；首次在一颗近地卫星平台上，对全日面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射成像、日冕物质抛射的日面形成和近日冕传播同时进行观测；首次在莱曼阿尔法谱线波段实现全日面和近日冕无缝同时成像观测。
夸父一号入轨以来，硬X射线成像仪开展了各项在轨测试和定标工作。目前，该载荷状态正常，各项功能、性能均满足设计指标要求，已顺利投入科学观测活动。就在2022年的11月11日早上9点，夸父一号在硬X射线波段对太阳爆发的一个M级太阳耀斑进行了成像处理，之后并对此做了发布，这是其升空后首次发布科学图像。
2022年的8月30日，“羲和”号太阳卫星也进行了观测成果的首次正式发布。羲和号太阳卫星于2021年10月发射。同为探日卫星，夸父一号是我国第一颗综合性太阳探测专用卫星，而羲和号可以称为我国探日工程的探路者，它是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。在羲和号发射成功后，它上面的主载荷Hα成像光谱仪经过一段时间的在轨调试，已经达到预期的观测效果。
羲和号的主要特色包括高时间分辨地获取整个日面Hα光谱扫描成像，以及观测和研究太阳色球层动力学。11月16日，在中国天文学会成立百年的纪念大会上，羲和号再次发布两个最新观测结果，即同时测量到太阳光球和色球的较差自转以及成功捕捉到一次罕见的X1级大耀斑。
羲和卫星观测示意图。
除了空间探测，地基太阳探测也有最新进展。在四川稻城，国家重大科技基础设施——空间环境地基综合监测网（子午工程二期）迎来重大进展，圆环阵太阳射电望远镜（DSRT）于2022年11月13日建设完工。DSRT包括313个直径6米的碟形天线，组成了一个周长3.14千米的圆环，标志着当前全球规模最大的太阳射电成像望远镜已初步成型，进 *** 调联试阶段。在接下来为期半年多的联调联试后，DSRT预计在2023年6月开始试运行，将帮助研究人员研究太阳爆发及其对地球周围状况的影响。
太阳活动的周期为11年，第25个太阳活动周期开始于2020年下半年，将持续到2031年左右。这一周期内的峰值预计将出现在2024年下半年到2025年上半年，此时太阳爆发现象也最频繁。无论是空间的羲和号和夸父一号，还是地面上的包括DSRT在内的太阳望远镜，都有望记录太阳活动由少变多、逐渐活跃直至达到高峰的过程，将有利于捕捉到更多的剧烈爆发现象，对太阳活动的研究产生极大帮助。
2022年11月13日，空间环境地基综合监测网（子午工程二期）迎来重大进展，圆环阵太阳射电望远镜（DSRT）建设完工。
9/中国空间站在轨建成，
坐等巡天望远镜升空
2022年是中国空间站在轨建设的关键一年，六次重要飞行任务均圆满成功。5月10日，天舟四号货运飞船顺利发射并成功对接空间站天和核心舱。天舟四号装载了神舟十四号三名航天员六个月在轨驻留消耗品、推进剂、应用实（试）验装置和样品材料、备品备件及部分载荷等物资。6月5日，神舟十四号载人飞船顺利发射，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲成功进入天和核心舱。
7月25日，问天实验舱成功对接天和核心舱。这是我国首次实现两个20吨级航天器的在轨交会对接，也是空间站有航天员在轨驻留期间的首次空间交会对接。问天实验舱是中国空间站第二个舱段，同时也是第一个科学实验舱。也正是在这里，10月12日，三位航天员为广大青少年带来了一场精彩的太空科普“天宫课堂”，不仅展示了问天实验舱内的工作生活场景，还进行了微重力环境下的流体力学实验，介绍了生命生态实验柜进行的水稻种植和拟南芥种植研究项目，演示了样本采集操作等。
11月是中国空间站格外繁忙的一个月。11月1日梦天实验舱顺利发射、成功对接天和核心舱并顺利完成转位，至此，空间站“T”字基本构型在轨组装完成。11月21日，天舟五号货运飞船发射任务取得圆满成功。八天之后的29日，神舟十五号载人飞船将三名中国航天员费俊龙、邓清明、张陆送入太空。11月30日，翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”，六名中国航天员在我们中国人自己的“太空家园”胜利会师。在太空任务执行183天后，陈冬等三名航天员于12月4日晚安全返回地球。
11月1日，梦天实验舱顺利发射、成功对接天和核心舱并顺利完成转位，至此，空间站“T”字基本构型在轨组装完成。版权／国家航天局
神舟十五号载人飞船是中国空间站建造阶段发射的最后一艘载人飞船，也是“T”字基本构型搭建后首艘造访空间站的载人飞船，它的安全到“站”，标志着空间站首次建成了由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱以及两艘载人飞船和一艘货运飞船组成“三舱三船”的组合体。
这也是空间站目前的最大构型，总质量近百吨，向全世界展现着中国载人航天工程的卓越能力。预计2023年年底，我国将计划发射首架大型空间巡天望远镜——中国空间站巡天望远镜（CSST）。这架望远镜的大小相当于一辆大客车，立起来有三层楼高，其口径为两米，与美国哈勃空间望远镜相当，而视场却比哈勃空间望远镜大350倍，兼具大视场和高像质的优异性能，并具备在轨维护升级的能力。CSST工作的近紫外至可见光波段内，将可能是能力最强的空间巡天望远镜，其设计指标在很多方面都是世界领先。巡天空间望远镜的后端天文模块包括：多色成像和无缝光谱巡天模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪、系外行星成像星冕仪、高灵敏度太赫兹模块。其核心科学目标包括：暗能量、暗物质和宇宙结构形成和演化，星系起源与演化，活动星系核和超大质量黑洞的形成和演化，以及太阳系外行星、天体测量和太阳系天体研究。巡天空间望远镜将充分发挥优势，开展广域巡天观测，致力于成为一个面向国际开放的、先进的且专门服务于天文学及物理学研究的空间天文台。未来它将与中国空间站共轨飞行，带来全景式宇宙高清图像，让我们共同期待。
中国空间站巡天望远镜在轨运行效果图。
10/中国火星任务未来可期，
美国火星探测卓有成效
2020年7月，阿联酋、中国和美国分别发射了各自的火星探测器/火星车。对于阿联酋和中国而言，这是首次执行火星任务，都成功完成了火星任务。更值得一提的是，中国是通过一次任务完成了火星环绕、着陆和巡视三大目标，实现了既定的目标。2021年2月10日，中国的“天问一号”与火星交会后，进入环绕火星轨道。对预选的着陆区进行了3个月的巡查，天问一号于2021年5月15日在火星表面成功着陆，第一次在火星上留下中国印记。5月22日，祝融号火星车成功驶上火星表面。在接下来一年多的时间里，天问一号的一举一动备受世界关注。尤其是进入2022年，天问一号接连传回“问候”和喜讯，包括不少新的发现。
祝融号着陆火星后经历了多重考验。首先完成了90个火星日的巡视探测任务，之后又度过了日凌阶段——太阳运行至地球和火星中间，受太阳电磁辐射干扰，器地通信不稳定。按照预定方案，火星车在日凌期间暂停科学工作。日凌结束后，祝融号继续开展巡视探测任务，获取巡视区域地形地貌影像、行驶路径磁场信息和地下剖面结构信息，岩石、沙丘等典型地物的成分信息以及温度、气压、风向、风速气象信息等第一手科学数据，探寻火星起源与演化之谜的线索。目前，祝融号火星车的巡视区已进入冬季，白天最高气温降至零下20摄氏度以下，夜间最低气温更是降至零下100摄氏度。
根据中国国家航天局在9月15日发布的信息显示，天问一号着陆火星一年来，天问一号环绕器已在轨运行780多天，祝融号火星车累计行驶近2000米，完成既定科学探测任务，获取原始科学探测数据1480GB。科学研究团队通过对我国自主获取的一手科学数据的研究，获得了丰富的科学成果。
利用祝融号火星车的探测数据，中国科学院国家空间科学中心在地质年代较为年轻的火星着陆区，发现了一种岩化的板状硬壳层，其富含含水硫酸盐等矿物，形成过程可能与地下水波动有关。
未来火星探测效果图。
在中国航天发展史上，天问一号任务实现了6个“首次”：首次实现地火转移轨道探测器发射；首次实现行星际飞行；首次实现地外行星软着陆；首次实现地外行星表面巡视探测；首次实现4亿千米距离的测控通信；首次获取第一手火星科学数据。正是因为中国火星方面的成绩，2022年9月在法国巴黎举办的第73届国际宇航大会上，中国天问一号火星探测团队获得了2022年度“世界航天奖”，这是非常鼓舞人心的。
同期发射的美国毅力号火星车，抵达火星轨道后直接登陆，于北京时间2021年2月19日凌晨，降落在耶泽罗撞击坑。同年3月5日，毅力号完成火星首次行驶测试。毅力号的外观与好奇号大致上相同，工程师们重新设计了毅力号的轮子，使其更坚固，避免出现好奇号轮子破损的情形。毅力号火星车携带了7种科学仪器、23个摄影镜头、两个麦克风，还携带了一台名为灵巧号的无人机，配合毅力号进行科学研究。截至2022年9月17日，灵巧号已经在火星上飞行了31次，移动7000多米，飞行总计56分钟50秒。
毅力号的一个主要目标是收集和储存一套火星岩石和土壤样本，并在未来十年通过后续任务将其带回地球，岩石样本包括钻取的火成岩或火山岩石，以期能提供火山口形成湖泊之前状况的线索。截至2022年11月，毅力号携带的43个样本管中，已经封装12个土壤样本。美国航天局和欧洲空间局正在制定从火星取回岩石样本的计划，或将使用另一套火星登陆系统，预期在2033年左右把岩石样本运回地球。据悉，中国有望在未来10年到15年实施火星采样返回，与美国时间差不多，这也是非常令人期待的。
美国毅力号火星车，以及其携带的灵巧号无人机。版权／NASA
——本文选自《中国国家天文》12月刊
作者简介 /
李海宁，中国科学院国家天文台副研究员，主要从事银河系考古研究。曾翻译包括《天文学百科》在内的多部科普书籍。
苟利军，中国科学院国家天文台研究员，中国科学院大学天文学教授。《中国国家天文》杂志执行总编，北京天文学会副理事长。主要研究兴趣为高能天体物理。曾获得中国国家优秀科普图书奖、国家图书馆文津奖以及全国优秀科普微视频一等奖等奖项。
——欲知更多天文内容，尽在《中国国家天文》12月刊——
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编辑 /缓缓 怀尘
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