人類對未知世界的探索從未停止。遠古時代人類走出非洲，便開始了對陸地疆域的拓展，足跡遍布全球除了南極洲以外的所有大陸。中世紀晚期開始的大航海時代，正式啟動了現(xiàn)代意義上人類對地球的全面探索，促進了人們在多個領(lǐng)域的認知和科學技術(shù)的快速發(fā)展，為近代科學和工業(yè)革命奠定了基礎。從遠洋貿(mào)易航線的開拓到全球航海圖的繪制，從造船技術(shù)的提高到天文觀測和導航技術(shù)的發(fā)展，從生物多樣性的發(fā)現(xiàn)到進化論，從地理大發(fā)現(xiàn)到板塊運動理論，無一不與大航海時代密切相關(guān)。站在現(xiàn)代科技的光環(huán)中回首大航海時代，500多年前的人類，使用極其簡陋的設備和技術(shù)，在波濤洶涌廣袤無際的大海上，駕著一片片現(xiàn)在看來像舢板一樣的船只，不畏艱險，義無反顧，前仆后繼，完成了如此輝煌的壯舉。

始于20世紀50年代晚期的深空探測，標志著人類對未知疆域的探索從地球進入了太空。從斯普特尼克1號進入太空到阿姆斯特朗在月球留下足跡，從金星1號離開地月空間到旅行者1號飛出太陽系，從新視野號飛掠64億千米以外的天體到隼鳥號和奧西里斯王號帶回小行星樣品……走出地球，進入太空，穿梭往來于太陽系星球之間，或許定居其他星球，甚至向更加遙遠的銀河系空間進發(fā)。那時，回首今天的探索，人們同樣會感慨，我們今天的飛行器設備和技術(shù)，一如500年前大航海時代的航船設備和技術(shù)一樣簡陋初級；我們今天在充滿未知的太空中的航行同樣充滿兇險，充滿挑戰(zhàn)。但是，今天的星際探索，也必然像大航海時代一樣，給人類的文明、科學和技術(shù)帶來巨大的推動，為人類的未來拓展更大的疆域、更加廣闊的空間。

這便是我們這個時代的星際征途。

專欄主持人：李薦揚

旅行者號（藝術(shù)效果圖）

人類對探索的渴望與生俱來?？v觀歷史，探索凝聚了人類的才智，推動了技術(shù)的發(fā)展。自太空時代開啟以來，各國航天任務不斷拓寬人類對宇宙的視野。目前，從地球發(fā)射的航天器已造訪了太陽系內(nèi)的所有已知行星、它們的主要衛(wèi)星，以及一定數(shù)量的矮行星、小行星和彗星，獲得了這些目標的近距離照片，并在一些星體上對土壤和大氣進行了測量，甚至獲取了來自月球、3顆小行星和1顆彗星的樣品。

第一個進入太空的人類飛行器是蘇聯(lián)的衛(wèi)星斯普特尼克1號（Sputnik 1）。它于1957年發(fā)射，成功繞地球運行。1959年，美國探測器探險者6號（Explorer 6）成為第一個從太空拍攝地球圖像的衛(wèi)星。僅僅10年后的1969年，宇航員尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）在月球上留下了第一個足跡。

如今，全球每年都會發(fā)射數(shù)個探測器以探索遙遠的世界。太空探索已進入一個以快速技術(shù)進步和國際合作增強為特征的新紀元。中國、印度和阿聯(lián)酋等國家的航天機構(gòu)也陸續(xù)開展了雄心勃勃的行星探索任務。盡管航天領(lǐng)域的競爭充斥著政治博弈和意識形態(tài)競爭，但是這些航天任務也實實在在地加深著我們對太陽系和宇宙的認知。

人類對太陽系的探索，是一部跨越技術(shù)創(chuàng)新與科學突破的壯麗史詩。從20世紀中葉第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射到如今大量而復雜的深空探測任務，我們在此簡要回顧人類的行星探測歷史。

? 太空時代的開端

太空時代的黎明由兩個大國之間的聲勢浩大的競爭拉開序幕。在冷戰(zhàn)的緊張局勢中，蘇聯(lián)和美國陷入了一場被稱為“太空競賽”的激烈競賽。兩國在太空探索上投入了大量資源，從而推動了這一領(lǐng)域的快速發(fā)展，完成了許多“首次”。1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了斯普特尼克1號，開局占先。隨后，1961年，尤里·加加林成為首位進入太空的人類，這不僅是人類航天史的重要里程碑，也為今后載人探索其他行星奠定了基礎。

主要的早期太陽系探測任務包括月球計劃（Luna）、金星計劃（Venera）、先驅(qū)者計劃（Pioneer）、旅行者計劃（Voyager）、水手計劃（Mariner）和阿波羅計劃（Apollo）。這些任務首次近距離觀察了月球、金星和火星。

1966年，蘇聯(lián)的月球9號成為第一艘在月球表面實現(xiàn)軟著陸的探測器，它傳回了首批來自月球表面的清晰圖像。同一時期，美國迅速推進阿波羅計劃，1969年，美國的阿波羅11號實現(xiàn)了人類首次登月。阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）在月球上停留了21小時，收集了21.5千克的月巖和土壤樣本。阿波羅11號不僅將人類首次帶到了地球以外的天體，也在科學上極大地推動了月球的起源和地質(zhì)演化歷史等方面的研究。

在月球探測取得進展后，人類開始將目光轉(zhuǎn)向更加遙遠的行星。1962年，美國的水手2號成功飛掠金星，成為第一艘完成行星飛掠的探測器。它測量了金星表面的溫度，首次確認金星大氣層的二氧化碳含量高且極端熾熱。這一任務揭示了金星與地球環(huán)境的巨大差異，為進一步探測提供了科學依據(jù)。蘇聯(lián)于1961～1984年實施的金星計劃旨在實現(xiàn)行星探測的多個“首次”，成功實現(xiàn)了：航天器首次進入另一行星大氣層；探測器首次軟著陸在另一行星表面；首次從另一行星表面?zhèn)骰貓D像，展示了蘇聯(lián)在星際探索中的科學與工程能力。

同樣在20世紀60年代，水手4號于1965年飛掠火星，傳回了首批火星表面照片。盡管這些圖像顯示火星表面布滿了撞擊坑，未見任何水的跡象，但它激發(fā)了人類對這顆紅色星球進行更加深入的探索的興趣。在隨后的幾年中，蘇聯(lián)發(fā)射了數(shù)個火星計劃探測器，雖然大部分任務因技術(shù)問題未能完全成功，但仍為火星的環(huán)境和大氣數(shù)據(jù)提供了早期參考。

1973年，美國的先驅(qū)者10號成為首個飛掠木星的探測器，為人類揭開了外太陽系探索的序幕。它測量了木星的強磁場、輻射帶，并拍攝了木星及其衛(wèi)星的第一批近距離照片。

1977年發(fā)射的旅行者1號和2號是美國航天局（NASA）最雄心勃勃、最成功的星際探索計劃之一，更是人類外太陽系探測中里程碑式的任務。任務利用每176年發(fā)生1次的罕見的外太陽系行星——木星、土星、天王星和海王星——的連珠現(xiàn)象，借助重力助推，在一次任務中完成所有這些行星的“壯麗巡游”，研究這些行星以及它們的衛(wèi)星、環(huán)和磁場。兩艘旅行者號探測器均于1977年發(fā)射，配備了包括成像系統(tǒng)、光譜儀、磁強計和等離子探測器等一整套科學儀器，提供了前所未有的外太陽系探測數(shù)據(jù)。它們還攜帶了代表人類文明的金唱片，唱片中含有描繪地球生命和文化多樣性的聲音和圖像，旨在為任何潛在的外星發(fā)現(xiàn)者提供關(guān)于人類的信息。旅行者號任務的成果包括發(fā)現(xiàn)木星的火山衛(wèi)星伊奧、土星的六邊形極地風暴以及海王星的大黑斑等。任務的技術(shù)亮點包括首次使用重力助推技術(shù)，使探測器能夠以更高速度飛越多顆行星。目前，這兩艘探測器仍在向更加遙遠的星際空間進發(fā)，持續(xù)傳回珍貴的科學數(shù)據(jù)。

雖然現(xiàn)在看來，這些人類對太陽系探測的初步嘗試略顯簡陋甚至粗糙，但卻為后來更深遠的行星探測留下了十分寶貴的經(jīng)驗，并奠定了技術(shù)和科學的基礎。

? 水星

根據(jù)信使號獲取的圖像創(chuàng)建的水星表面全球地圖。顏色不是肉眼所見的顏色，而是與表面成分變化有關(guān)。

由于水星靠近太陽，探測難度極大，除了1973年發(fā)射的水手10號飛掠任務，還有下列兩次探測任務極大地拓展了人類對水星的認識。這兩項任務共同奠定了人類對水星地質(zhì)和環(huán)境的深入理解，為未來研究恒星附近的巖石行星提供了重要參考。

NASA于2004年發(fā)射的信使號（MESSENGER）是首個圍繞水星運行的探測器。通過復雜的重力助推軌道，信使號于2011年進入水星軌道，執(zhí)行了為期4年的科學探測。它揭示了水星高密度的成因，發(fā)現(xiàn)了兩極永久陰影隕坑中的水冰和有機化合物，記錄了火山活動的痕跡，并研究了水星稀薄的大氣層和磁場的細節(jié)。2015年，信使號因燃料耗盡受控墜毀于水星表面，完成任務。

歐洲空間局（ESA）與日本航天局（JAXA）聯(lián)合開展的貝比科隆博（BepiColombo）任務于2018年發(fā)射，計劃于2025年到達水星軌道。任務分為兩個軌道器：環(huán)水星軌道器（MPO）和水星磁層軌道器（MIO）。通過電力推進與多次重力助推到達水星后，貝比科隆博將詳細研究水星的表面地質(zhì)、大氣、磁層和鐵核結(jié)構(gòu)，為探索近恒星行星的形成與演化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

? 金星

（左）金星白天側(cè)，由拂曉號的紫外成像儀合成的假彩色圖像，（右）金星夜間側(cè)，由拂曉號的IR2紅外相機合成的假彩色圖像。

金星曾被科學家稱為地球的“姊妹星”，因為它與地球有著相似的大小和質(zhì)量。然而，金星擁有極端的表面環(huán)境：其大氣壓強是地球的92倍，且充滿了二氧化碳和有毒的硫酸云，強烈的溫室效應使其成為太陽系最熱的行星，表面溫度足以融化鉛。這些極端的條件使金星成為人類探索行星環(huán)境和氣候變化的重要對象，以促進我們對類地行星表面宜居性演化的理解。歷經(jīng)多國的努力，一系列金星探測任務為研究這顆熾熱行星提供了豐富的科學數(shù)據(jù)。

蘇聯(lián)的金星計劃（Venera，1961～1983年）率先突破技術(shù)難關(guān)，使金星7號于1970年成為首個成功著陸金星的探測器。

這是1975年蘇聯(lián)金星9號探測器拍攝的金星表面全景圖，其中包含了有史以來第一張從其他行星表面拍攝的圖像。

NASA的先驅(qū)者金星1號（Pioneer Venus 1，1978年）首次利用雷達繪制金星地形圖，并揭示其大氣成分及溫室效應。隨后，麥哲倫號金星探測器（Magellan spacecraft，1989年）詳細繪制了金星98%的表面地圖，揭示了其火山活動和地質(zhì)復雜性。

ESA的金星快車（Venus Express，2005年）一直運行至2014年，進一步研究了金星大氣快速旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象和溫室效應。

JAXA的拂曉號（Akatsuki，2010年）克服早期引擎故障，成功進入金星軌道，專注大氣與天氣研究。

未來的金星探測任務包括NASA的達芬奇號（DAVINCI，深大氣探測）和真理號（VERITAS，地質(zhì)雷達探測），以及ESA的展望號（EnVision），將探索金星的地質(zhì)、地下結(jié)構(gòu)與氣候歷史，進一步揭示類地行星的演化過程。這些任務將共同深化人類對金星及其獨特環(huán)境的研究。

? 月球

阿波羅8號拍攝的著名地球升起照片。這是人類第一次擁有了從另一顆星球回望母星的視角。它如此美麗、豐富和稀有。這張照片也啟發(fā)了一代人，開始致力于保護我們在地球上的生存環(huán)境。

月球探索是人類探索欲最直觀的體現(xiàn)，從冷戰(zhàn)時期的太空競賽到現(xiàn)代的國際合作，月球一直吸引著全球的目光。20世紀60年代末，阿波羅11號實現(xiàn)首次登月，拉開了月球探索的序幕。

阿波羅11號任務的宇航員巴茲·奧爾德林在月球漫步

經(jīng)過了八九十年代的低谷期，進入21世紀，隨著科技進步，月球再度成為熱門目標。美國通過阿爾忒彌斯計劃，計劃在21世紀20年代中期讓人類重返月球，登陸月球南極，同時通過商業(yè)計劃CLPS加速月面科學儀器的部署。中國的嫦娥計劃實現(xiàn)了首次月球背面軟著陸和月背采樣返回，展現(xiàn)出強勁實力。印度的月船計劃雖有坎坷，但持續(xù)探索月球南極。日本JAXA的月亮女神（輝夜姬）號和月球勘測機智著陸器（SLIM）任務則聚焦高精度著陸技術(shù)與資源探測。ESA開發(fā)了支持深空探索的技術(shù)，而韓國、以色列等國也加入月球探索行列。私營公司如美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）和藍色起源正在推動商業(yè)化進程，為未來的月球和深空商業(yè)探索奠定基礎。

無論是尋找水冰、研究資源，還是作為深空任務的跳板，月球正成為國際競賽與合作的重要舞臺。通過科技和合作，人類正向月球邁出更堅定的一步，為進入深空鋪平道路。

? 火星

好奇號火星車從蓋迪茲谷嶺附近的夏普山上看到的景象

火星探測見證了人類深空探測的智慧與毅力。在火星表面，從美國的勇氣號、機遇號這對“地質(zhì)兄弟”揭示火星曾經(jīng)擁有液態(tài)水，到好奇號探索蓋爾隕石坑的宜居性發(fā)現(xiàn)了古代淡水湖和有機分子，均暗示著火星過去可能具備生命生存條件?；鹦擒壍郎系幕鹦强睖y軌道飛行器（MRO）和專家號（MAVEN）為研究火星地質(zhì)與大氣提供了高分辨率數(shù)據(jù)，MAVEN證實火星大氣因太陽風逐漸流失，揭示了火星從濕暖環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹涓稍镄乔虻年P(guān)鍵過程。毅力號和創(chuàng)新號直升機的組合，在尋找生命跡象的同時實現(xiàn)了火星上的首次動力飛行。

這張自然色、高分辨率的馬賽克照片展示了“觀測巖”，是在火星車爬上耶澤羅隕石坑西壁時由NASA的毅力號火星車上的Mastcam-Z儀器拍攝的。

而中國的天問一號實現(xiàn)了軌道器、著陸器、火星車三合一任務，使中國躋身火星探測強國。

天問一號拍攝到的火星南極圖像，火星上幾乎所有的水資源都鎖在這里。

祝融拍攝到的火星表面降落傘圖像

其他國家也不甘落后：阿聯(lián)酋的希望號首次帶著阿拉伯世界的期望進入火星軌道，研究大氣動態(tài)；印度的火星軌道飛行器任務（Mangalyaan）以超低預算完成了壯舉，展示了技術(shù)創(chuàng)新力。與此同時，歐洲和俄羅斯的火星生命探測計劃（ExoMars），雖然因技術(shù)問題導致著陸器墜毀，但軌道器仍在追蹤火星甲烷，為尋找生命線索添磚加瓦。

火星探測不僅是國家間的競賽，更是國際合作與技術(shù)革新的試驗場。美國和中國都在構(gòu)思著前所未有的探索計劃，期待實現(xiàn)火星樣本返回和人類登陸火星的夢想，揭開這顆紅色星球的更多奧秘，并將人類的足跡拓展到太陽系其他行星。

? 木星

朱諾號拍攝的木星南極

木星，這顆太陽系中最大的行星，擁有復雜的大氣動力學、強大的磁場和多樣的衛(wèi)星群，長期吸引著科學家的關(guān)注。其中一些衛(wèi)星，特別是木衛(wèi)二（Europa），可能具備適合生命存在的環(huán)境。

1989年10月18日，NASA發(fā)射了伽利略號（Galileo）。作為首個環(huán)繞木星運行的航天器，伽利略號經(jīng)過6年的旅程，包括借助金星和地球的重力助推，于1995年12月7日抵達木星。它釋放了一枚探測器進入木星大氣層，傳回了關(guān)于其化學成分、溫度和壓力的寶貴數(shù)據(jù)。在近8年的在軌探測中，伽利略號對木星及其主要衛(wèi)星進行了詳細觀測，提供了木衛(wèi)二、木衛(wèi)三（Ganymede）和木衛(wèi)四（Callisto）可能存在地下海洋的有力證據(jù)，并首次直接觀測到木衛(wèi)一（Io）的活躍火山活動。為避免地球微生物污染木星的冰衛(wèi)星，伽利略號于2003年9月21日收到指令主動墜入木星大氣層，結(jié)束了使命。

2011年8月5日，NASA發(fā)射了朱諾號（Juno），旨在深入研究木星的起源和演化。朱諾號于2016年7月5日進入木星軌道，開始對其大氣、磁場和引力場進行詳細測量。這個任務揭示了木星兩極存在的大規(guī)模氣旋，并發(fā)現(xiàn)其大氣現(xiàn)象比之前認為的具有更深的層次。朱諾號還拍攝了木星云層和風暴的高分辨率圖像，提供了前所未有的視角。原計劃于2018年結(jié)束的任務現(xiàn)已延長至2025年或航天器壽命結(jié)束，以繼續(xù)深入探索木星的復雜環(huán)境。

歐洲空間局（ESA）于2023年4月14日發(fā)射了冰質(zhì)木衛(wèi)探測器（Jupiter Icy Moons Explorer，JUICE），計劃于2031年7月抵達木星。JUICE將重點研究木衛(wèi)三、木衛(wèi)四和木衛(wèi)二，特別是木衛(wèi)三的地下海洋、冰殼和磁場，以評估其潛在的宜居性。

此外，NASA的木衛(wèi)二快船（Europa Clipper）任務于2024年10月發(fā)射，預計于2030年4月抵達木星。該任務將對木衛(wèi)二進行多次近距離飛越，使用先進儀器研究其冰殼厚度、地下海洋特性和地質(zhì)活動跡象，評估其是否具備生命存在的條件。

值得注意的是，中國國家航天局（CNSA）也提出了“甘德”※任務概念，計劃于21世紀30年代初發(fā)射，目標是探索木星及木衛(wèi)四，重點研究木星的磁層、大氣動力學和木衛(wèi)四的地質(zhì)特征，體現(xiàn)了中國在深空探索領(lǐng)域的雄心。

※ 甘德是中國戰(zhàn)國時代齊國的天文學家，據(jù)說他可能在公元前364年就用肉眼看見了木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三，比伽利略的發(fā)現(xiàn)早了兩千多年。

通過這些持續(xù)的探索任務，科學家們希望深入了解木星系統(tǒng)的形成和演化，評估其衛(wèi)星的宜居性，并為未來可能的生命探索奠定基礎。

? 土星

卡西尼號拍攝的逆光土星照片。巨大的土星懸掛在黑暗中，為卡西尼號遮擋陽光。

土星，這顆帶有壯麗光環(huán)的氣態(tài)巨行星，自太空探索初期就吸引著科學家。早期任務如先驅(qū)者11號（Pioneer 11）和旅行者號飛越土星，為其大氣、環(huán)系和衛(wèi)星提供了第一手近距離觀察信息。

真正深入研究土星的里程碑來自1997年發(fā)射的卡西尼-惠更斯（Cassini-Huygens）任務。這一國際合作項目由NASA、ESA和意大利航天局（ASI）共同參與，成果豐碩。2004年，卡西尼號進入土星軌道，開始為期13年的探測之旅。它不僅揭示了土星大氣中的復雜風暴和北極獨特的六邊形急流，還深入研究了土星環(huán)的結(jié)構(gòu)與動態(tài)。最令人驚奇的發(fā)現(xiàn)之一是土衛(wèi)二噴出的水汽和有機分子，這意味著其冰殼下可能存在具有潛在宜居性的地下海洋。同時，卡西尼號的伴隨探測器惠更斯號在2005年成功降落土衛(wèi)六，揭示了這顆神秘衛(wèi)星表面液態(tài)碳氫化合物湖泊與類似地球的天氣系統(tǒng)。

未來，NASA將于2028年發(fā)射蜻蜓號（Dragonfly）任務，將以旋翼機形式深入這一冰凍世界，探索土衛(wèi)六的表面和大氣。

目前其他國家針對土星的任務尚處提案階段，而卡西尼號的遺產(chǎn)和土衛(wèi)二、土衛(wèi)六的潛在宜居性將持續(xù)激發(fā)全球科學家的探索熱情。土星，不僅是光環(huán)的象征，更是揭示太陽系奧秘的關(guān)鍵。

? 天王星和海王星

韋布空間望遠鏡拍攝的天王星（左）和海王星（右）。這些圖像由韋布近紅外相機（NIRCam）拍攝。

至今，只有一艘航天器——NASA的旅行者2號造訪過遙遠的天王星和海王星。這次大膽的旅程為我們揭開了這兩顆氣態(tài)巨行星及其衛(wèi)星系統(tǒng)的神秘面紗，傳回了豐富的科學數(shù)據(jù)，并首次證實了它們與木星、土星一樣擁有光環(huán)系統(tǒng)。

除此之外，關(guān)于這兩顆行星的研究主要依賴于先進的觀測技術(shù)。哈勃空間望遠鏡（HST）、韋布空間望遠鏡（JWST）以及地面上的強大望遠鏡，持續(xù)為我們提供關(guān)于它們大氣、天氣和衛(wèi)星的新發(fā)現(xiàn)。盡管天王星和海王星依然是太陽系中最少被探訪的行星，這些持續(xù)的地面或天基觀測為我們帶來了關(guān)于外太陽系的重要線索，培育著人類未來對它們的進一步探測的希望。

? 彗星、小行星與深空采樣

最早的小天體探測任務是著名的“哈雷艦隊”（Halley Armada）。這是一支空前絕后的“多國部隊”，由5個（部分說法稱6個）空間探測器于1986年哈雷彗星接近近日點前后共同探測哈雷彗星。這個“艦隊”由1個ESA的探測器、2個蘇聯(lián)和法國合作的探測器和2個日本宇宙科學研究所的探測器組成。其中的ESA的喬托號（Giotto）以596千米的近距離接近哈雷彗星的彗核并拍攝了彗核的彩色影像。

隨著技術(shù)的成熟，科學家開始關(guān)注太陽系中的小天體。1991年，伽利略號探測器在前往木星的途中，飛掠了小行星加斯普拉（Gaspra），實現(xiàn)了人類對小行星的首次探測，并隨后飛掠探測了小行星艾達（Ida），首次發(fā)現(xiàn)小行星的衛(wèi)星。

1999年，星塵號（Stardust）發(fā)射升空，這是首個成功采集彗星塵埃并帶回地球的任務。2006年這些彗星樣本被帶回地球，為我們揭示了太陽系早期的物質(zhì)組成。

除了月球，人類至今只獲取過4個其他天體的樣品，這張圖整合了所有成功執(zhí)行過采樣返回任務的目標小天體，他們包括1顆彗星和3顆小行星。

同一時期，近地小行星探測器NEAR-舒梅克號（NEAR Shoemaker）成為首個著陸小行星的航天器。2001年，它成功降落在小行星愛神星（Eros），并傳回了小行星表面的近距離圖像。

日本的隼鳥號（Hayabusa）和隼鳥2號，分別從小行星絲川（糸川）和龍宮采集樣本并成功帶回地球，為研究太陽系形成初期的物質(zhì)演化提供了寶貴數(shù)據(jù)。NASA的奧西里斯王號（OSIRIS-REx）則成功從近地小行星貝努（Bennu）采集樣本并帶回地球。后續(xù)，奧西里斯王號和隼鳥2號將繼續(xù)展開延展任務，探索更多小行星目標。

中國的嫦娥二號任務在完成月球探測后，于2012年成功飛越小行星4179托塔蒂斯（Toutatis），成為中國首次探測小行星的任務，為其表面形態(tài)和自轉(zhuǎn)特性提供了寶貴數(shù)據(jù)。

1986年，歐洲航天器喬托號成為首批遇到并拍攝彗星核心的航天器之一，它在哈雷彗星遠離太陽時經(jīng)過并拍攝了彗星核心的圖像。

NASA和ESA合作開展了雙小行星重定向測試（DART）和赫拉（Hera）任務。DART于2022年成功撞擊了雙小行星系統(tǒng)中的孿小星（Dimorphos），首次驗證了通過碰撞改變小行星軌道的行星防御技術(shù)。赫拉號則計劃于2024年發(fā)射，前往孿小星和其主小行星孿大星（Didymos），詳細調(diào)查撞擊后的小行星特性，為行星防御提供進一步的數(shù)據(jù)支持。這些任務標志著全球在小行星探測與地球防御領(lǐng)域的重要進展。

? 矮行星

矮行星是環(huán)繞太陽運行的接近圓形的天體，但質(zhì)量不夠大而無法清除其軌道附近的其他小天體。國際天文學聯(lián)合會（IAU）目前確認了5顆矮行星，包括谷神星、冥王星、妊神星、鳥神星和鬩神星，其中谷神星和冥王星是探索的重點。

NASA的黎明號（也稱曙光號，Dawn）是首次環(huán)繞矮行星的航天器，在探測了灶神星之后，于2015年進入環(huán)繞矮行星谷神星的軌道。黎明號揭示了谷神星上的奧卡托隕石坑亮點是碳酸鈉沉積物，意味著可能存在的熱液活動和地下海洋。而谷神星富含水冰的殼層以及可能的地下海洋，將其歸入了太陽系冰質(zhì)行星的行列，為理解內(nèi)太陽系的宜居性環(huán)境提供了嶄新的線索。

“黎明”號航天器拍攝的矮行星谷神星照片

探測冥王星的新視野號（New Horizons）于2006年發(fā)射，2015年飛掠冥王星。新視野號拍攝到冥王星的水冰山脈、氮冰平原和稀薄的霧霾大氣，顯示了其地質(zhì)活動的復雜性。任務還詳細研究了冥王星的5顆衛(wèi)星。隨后，新視野號繼續(xù)探索柯伊伯帶，于2019年飛掠天體阿羅科思（Arrokoth），為研究太陽系邊緣天體提供了重要數(shù)據(jù)。這些任務大大加深了我們對矮行星及外太陽系的理解。

新視野號在2015年飛掠冥王星時拍攝的冥王星

? 挑戰(zhàn) / 技術(shù)進步與未來任務

行星探索充滿挑戰(zhàn)，多次任務失敗提供了寶貴經(jīng)驗，如日本的希望號（Nozomi）和拂曉號、NASA的火星氣候探測器（MCO）和火星極地著陸器（MPL）均因技術(shù)問題未達預期目標。這些事件凸顯了技術(shù)、資金與合作在太空任務中的關(guān)鍵作用，尤其是在長時間航行中確保系統(tǒng)穩(wěn)定與任務成功的重要性。

近年來，技術(shù)進步推動了行星探索的發(fā)展，可重復使用火箭、電力推進、核熱推進等技術(shù)顯著提高了任務效率。機器人探測器與自主導航技術(shù)為外星地形勘測提供支持，科學儀器的小型化和精密化使探索更深入，為尋找生命與利用資源奠定基礎。

未來任務如NASA的阿爾忒彌斯與木衛(wèi)二快船、ESA的JUICE將探索月球、木星衛(wèi)星和柯伊伯帶等潛在宜居天體。載人火星任務與星際計劃突破攝星（Breakthrough Starshot）展現(xiàn)了跨星際探索的雄心，但仍需突破技術(shù)與資金瓶頸，國際合作將是關(guān)鍵。

太陽系探測不僅加深了我們對宇宙的理解，也為人類科技發(fā)展和國際合作提供了平臺。從阿波羅登月到毅力號火星車，再到未來的火星樣本返回任務，每一次探測都體現(xiàn)了人類的好奇心與創(chuàng)新精神。未來，通過技術(shù)進步與國際合作，人類將繼續(xù)突破極限，探索更加遙遠的星際深空，揭開宇宙更多未知領(lǐng)域的秘密。

作者簡介

鄒小端

博士，美國行星科學研究所資深研究員。因幼年時認為NASA的阿波羅任務把人類送到了月球表面太不可思議，長大后毅然選擇了行星科學這個專業(yè)。

本文摘編自《科學世界》雜志2025年第1期，文章內(nèi)容略有刪改。

新媒體編輯 | 周濛