制作：太空精釀
監(jiān)制：中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
1957年5月15日，人類歷史上首枚洲際導(dǎo)彈R7在蘇聯(lián)境內(nèi)升空。在僅僅4個多月后，這種洲際導(dǎo)彈就被改裝為人類歷史上第一種火箭并將第一顆衛(wèi)星送入太空。這次事件極大震撼了東西方陣營，成為20世紀(jì)歷史上重大事件之一，它的一個直接后果是東西方陣營的太空競賽揭開大幕。?
到2017年，人類航天已經(jīng)走過了整整60年。經(jīng)過早期50-60年代瘋狂的軍備競賽、70年代的近地空間競爭、80年代的偃旗息鼓、90年代的蘇聯(lián)覆滅和美國絕對制霸，21世紀(jì)的人類航天則迎來了百花齊放的最好時(shí)代，而2017是個不平凡的一年。?
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10. 銥星系統(tǒng)絕地重生！?
1990年，發(fā)展到如日中天的摩托羅拉公司提出了超越那個年代理解的銥星衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)計(jì)劃，預(yù)計(jì)發(fā)射共計(jì)77顆衛(wèi)星，進(jìn)入7個780千米高的極軌軌道，為全球任何地點(diǎn)的用戶提供直接衛(wèi)星通信。?
銥星的說法也來自于77，這正好是銥元素的核外電子數(shù)（實(shí)際上只發(fā)了66顆，但依然沿用此名字）。摩托羅拉為此投入巨資，以至于在1996-1998年短短3年時(shí)間內(nèi)，所有衛(wèi)星布網(wǎng)完畢并于1998年11月投入運(yùn)營。?
然而，成立之時(shí)卻趕上美國基于地面基站的移動通訊服務(wù)大肆占領(lǐng)各種市場，席卷全球，質(zhì)量更好、更加穩(wěn)定的銥星項(xiàng)目卻由于昂貴的造價(jià)而失去競爭力被很快淘汰，僅僅在投入運(yùn)營后半年，這個巨大的個人衛(wèi)星通訊系統(tǒng)就因?yàn)闊o法盈利被迫破產(chǎn)，摩托羅拉從此陷入巨大危機(jī)。?
一個跨時(shí)代的領(lǐng)先技術(shù)，在市場面前敗下陣來。?
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新一代銥星將實(shí)現(xiàn)全球全天候個人無障礙通信，完全擺脫地面基站 ？IridiumComm?
銥星在技術(shù)和性價(jià)比之間大幅度超越了彼時(shí)美國軍方造價(jià)高達(dá)160億美元的MILSTAR同類系統(tǒng)，相比而言銥星的成本僅是其五分之一。因此，在21世紀(jì)初，美國軍方開始轉(zhuǎn)向使用銥星系統(tǒng)作為地面軍事單位的通信方式，銥星迎來重大轉(zhuǎn)機(jī)。到了2015年，銥星已經(jīng)有了4億美元的營業(yè)額，利潤也超過了700萬美元，可謂起死回生。?
而在2017年，銥星新一代系統(tǒng)正式開始組網(wǎng)，卷土而來，它的再次建設(shè)不僅帶來了技術(shù)的巨大進(jìn)步，從能力上也將直接挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的移動運(yùn)營商，依靠地面基站服務(wù)的移動通信將會受到大規(guī)模沖擊，這可能直接顛覆每個人的手機(jī)終端。?
新的銥星系統(tǒng)建設(shè)速度依然極為夸張：1月14日，一箭十星；6月25日，一箭十星；10月9日，一箭十星；12月23日，一箭十星。這些全部由Space-X公司的獵鷹九號火箭發(fā)射完畢，且實(shí)現(xiàn)了火箭一級回收和再次使用。預(yù)計(jì)2018年初，新一代銥星系統(tǒng)將會建立完畢。?
銥星的死而復(fù)生速度之快讓人震驚，它能否成為商業(yè)航天里又一個劃時(shí)代的豐碑，我們拭目以待。?
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9. 伽利略和北斗全面挑戰(zhàn)GPS?
壟斷了人類衛(wèi)星導(dǎo)航終端長達(dá)23年的GPS系統(tǒng)再次迎來了挑戰(zhàn)，不同于十幾年前蘇聯(lián)/俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)后來逐漸衰落，這次它的對手更加強(qiáng)勁。分別是我國的第三代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和歐洲的伽利略系統(tǒng)，二者所屬國家/地區(qū)都有巨大的經(jīng)濟(jì)體量和潛在用戶數(shù)量，這將會直接撼動GPS系統(tǒng)的地位。?
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中國在建的北斗系統(tǒng)
目前，中國已經(jīng)發(fā)射了25顆衛(wèi)星，距離35顆的建設(shè)目標(biāo)僅差兩年；歐洲也在12月12日的一箭四星之后實(shí)現(xiàn)了22顆的組網(wǎng)。這意味著世界衛(wèi)星導(dǎo)航市場格局將會重寫，而擁有自主軍民兩用系統(tǒng)的中國和歐洲，將會完全擺脫對GPS系統(tǒng)的依賴，在軍事、經(jīng)濟(jì)和商業(yè)方面具有更大的進(jìn)步空間。?
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8. 不死老兵聯(lián)盟U火箭的“英雄謝幕”?
聯(lián)盟系列火箭（Soyuz）是蘇聯(lián)R7導(dǎo)彈改裝而來的人類第一個火箭家族，也是有史以來最成功的火箭家族，它的總共發(fā)射次數(shù)達(dá)到了驚人的1871次，占據(jù)了世界航天火箭發(fā)射的30%以上，遙遙領(lǐng)先于任何一個其他的火箭家族。?
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聯(lián)盟U火箭發(fā)射起飛瞬間（圖片來源：NASA）?
而作為其中最為成功、對人類影響最為深遠(yuǎn)的聯(lián)盟U火箭，在今年2月22日經(jīng)歷了第786次發(fā)射、第765次成功，并將進(jìn)步號貨運(yùn)飛船成功運(yùn)抵國際空間站，然后這個著名的火箭以97.3%的發(fā)射成功率正式宣布退役了。?
雖然它的任務(wù)被聯(lián)盟第二代火箭接力過來，但新一代火箭在它退役后很快出了問題：11月28日一箭多星發(fā)射任務(wù)失敗，導(dǎo)致來自俄/美/加/日/挪威/德國/瑞典的19顆衛(wèi)星全部被毀。人們在痛惜新一代火箭失敗的同時(shí)，也不由自主聯(lián)想起聯(lián)盟-U火箭的烈士暮年、壯心不已。?
這個類型的火箭曾扛起了蘇聯(lián)和俄羅斯航天的輝煌，現(xiàn)在卻從此進(jìn)入歷史。?
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7. 開普勒驚天發(fā)現(xiàn)：人類是否唯一？?
人類在宇宙中是否孤獨(dú)？?
時(shí)至今日，只有飛在太空中的天文望遠(yuǎn)鏡能給你答案，這就是2009年升空的開普勒天文望遠(yuǎn)鏡。?
12月14日，它發(fā)布了一個大新聞：開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了另一個太陽系，它也擁有8顆行星！成為唯一一個可以和太陽系媲美的系統(tǒng)。?
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兩個太陽系對比圖（圖片來源：NASA）?
這個暫時(shí)被命名為開普勒-90的系統(tǒng)僅在相當(dāng)于太陽到地球之間的區(qū)域里就發(fā)現(xiàn)了8顆行星，著實(shí)讓人震驚。但更讓人震驚的是，它的第八顆行星開普勒-90i竟然是由谷歌公司的人工智能從0開始通過機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)的，超越了頂級天文學(xué)家的能力。?
這個事件更像是一個標(biāo)志：隨著人工智能的快速發(fā)展，它們已經(jīng)開始侵入人類智慧最頂級的科研崗位。開普勒估計(jì)出來的宇宙中類似地球的行星數(shù)量在16,999,999,999,983,000,000,000級別，這幾乎是個人類無法兌付的數(shù)字。隨著新一代太空望遠(yuǎn)鏡的升空，人類無疑將會發(fā)現(xiàn)更多，也會更加依賴于人工智能幫助處理數(shù)據(jù)。?
然而，當(dāng)它們發(fā)現(xiàn)外星生命的痕跡后，將會是由誰、是否、何時(shí)、如何做出回答呢？?
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6. 世界紀(jì)錄：印度一箭104星?
2017年02月15日，印度使用極地軌道發(fā)射火箭PSLV-XL將共計(jì)104顆衛(wèi)星成功送入軌道，上面包含了印度/美國/以色列/瑞士/荷蘭/德國/比利時(shí)/哈薩克斯坦/阿聯(lián)酋/中國的有效載荷，創(chuàng)造了數(shù)量上的世界紀(jì)錄。?
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印度PSLV-XL火箭發(fā)射瞬間（圖片來源：spaceflightinsider）?
雖然印度的此款火箭近地軌道運(yùn)力僅為3.5噸，與中國長征四號（4噸）、長征三號（6-11噸）、長征二號（9噸）、長征七號（14噸）、長征五號（25噸）不可同日而語，它所發(fā)射的衛(wèi)星也僅僅是重量為千克級的微小衛(wèi)星，難度很低，類似于撒土豆的效果，與對軌道控制精準(zhǔn)度要求極高的一箭兩星/三星/四星等完全不是技術(shù)上的對等水平，但這次成功意味著印度火箭發(fā)射在世界商業(yè)航天發(fā)射領(lǐng)域內(nèi)的崛起。?
由于中國航天深受美國沃爾夫法案沖擊、俄羅斯與烏克蘭由于政治壓力被排擠，印度憑借低廉成本迅速搶占了低端航天發(fā)射領(lǐng)域，從而賺得了相當(dāng)一部分繼續(xù)發(fā)展火箭研究的經(jīng)費(fèi)。除了本次，印度同款火箭還在6月23日為17國成功發(fā)射了一箭31星任務(wù)。?
印度航天，另辟蹊徑，也在快速進(jìn)步。?
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5. 高通量通信時(shí)代已經(jīng)到來?
2017年人類航天發(fā)射的大型衛(wèi)星（超過一噸重）里，依然有一半左右是通信衛(wèi)星，但比起傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星僅有1-2 Gbit/s通信容量、使用傳統(tǒng)的C波段（4-8 GHz），今年發(fā)射的通信衛(wèi)星則是大大領(lǐng)先：不僅使用更高頻的Ku（12-18 GHz）和Ka（27-40 GHz）波段，還將通信容量提高到了100 Gbit/s級別。這些衛(wèi)星也因此被叫做高通量通信衛(wèi)星。?
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這一顆ViaSat-2高通量通信衛(wèi)星能力可以打敗10年前的100顆通信衛(wèi)星之和（圖片來源：spacenews）?
中國發(fā)射了首顆高通量通信衛(wèi)星實(shí)踐十三/中星16號，通信容量達(dá)到了20 Gbit/s，不幸失敗的實(shí)踐十八號更是達(dá)到了70 Gbit/s。而幾家國際通信衛(wèi)星公司更是繼續(xù)發(fā)力，6月1日波音生產(chǎn)的ViaSat-2將最高紀(jì)錄提到了300 Gbit/s，等待其他公司繼續(xù)超越。?
而隨著大量高通量通信衛(wèi)星升空，目前太空中通信成本已經(jīng)逐漸逼近地面寬帶網(wǎng)絡(luò)成本。當(dāng)我們在從手機(jī)2G換到4G乃至5G，上網(wǎng)從撥號換到寬帶乃至光纖時(shí)，天上也在進(jìn)行新一輪的數(shù)據(jù)革命，它們的最終目標(biāo)是擊敗地面，實(shí)現(xiàn)人類數(shù)據(jù)和流量的真正“無線”時(shí)代。?
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4. 卡西尼號的華麗謝幕?
卡西尼 惠更斯號于1997年升空前往土星，在經(jīng)歷了7年的漫長星際旅行后最終抵達(dá)，在將惠更斯號登陸器釋放到土衛(wèi)六泰坦表面后，它便開始了漫長的觀察土星歲月。因此，它是人類歷史上最偉大的探測器之一。?
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卡西尼號在最終七年內(nèi)的軌道，最后的偉大謝幕軌道為中間白色區(qū)域（圖片來源：NASA/JPL）?
到了今年4月份，已經(jīng)數(shù)次延長卡西尼號任務(wù)周期的NASA科學(xué)團(tuán)隊(duì)宣布，卡西尼號最終迎來了它的偉大謝幕演出，在9月15日最終進(jìn)入土星懷抱。?
13年的任務(wù)周期，卡西尼號為人類傳輸回來了近500 GB的土星相關(guān)的數(shù)據(jù)，人類科學(xué)家為此發(fā)表了近3000篇的科學(xué)論文，它完全顛覆了我們對土星乃至太陽系的認(rèn)知。它的復(fù)雜軌道設(shè)計(jì)和控制，也讓人類航天的深空探測、控制和導(dǎo)航技術(shù)得到了極大地提升。?
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卡西尼號進(jìn)入土星大氣開始劇烈摩擦?xí)r藝術(shù)效果圖（圖片來源：NASA）?
2017年9月15日3時(shí)31分48秒（太平洋夏令時(shí)），卡西尼號沖進(jìn)土星大氣開始劇烈摩擦，12秒鐘之后最終解體。而人類所接收到的信號，即便在以30萬千米/秒的速度狂奔，都要等待83分鐘才能從遙遠(yuǎn)的土星傳回地球。?
卡西尼，愿偉大的你，在輝煌中長眠。?
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3. 軍事衛(wèi)星競爭進(jìn)入新時(shí)代?
人類航天起源于二戰(zhàn)期間納粹德國的V2火箭，早期的所有航天任務(wù)也都服務(wù)于軍事行業(yè)。由于衛(wèi)星飛在地球表面幾百乃至數(shù)萬千米處，飛行速度在3-7千米/秒量級，如果輔以高精度觀測設(shè)備，能夠獲取大量情報(bào)信息，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)偵察手段。例如，軍民兩用GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的意義，想必已經(jīng)不需要過多介紹了。?
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美軍公布的天基洲際導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控地球每一個角落（圖片來源：spacenews）?
在2017年，世界主要航天大國的軍事衛(wèi)星發(fā)射可一點(diǎn)都不含糊。美國空軍發(fā)射了第九顆天基洲際導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)衛(wèi)星SBIRS GEO-3，將洲際導(dǎo)彈發(fā)射后的預(yù)警速度提高到了驚人的3秒鐘；美陸軍也發(fā)射了新一代近地偵察Kestrel Eye 2M衛(wèi)星，情報(bào)偵查局也發(fā)射了海軍海洋監(jiān)視系統(tǒng)第八顆衛(wèi)星Intruder 8和系列偵察衛(wèi)星NROL-42、NROL-52、NROL-76，占據(jù)了世界軍用衛(wèi)星的絕對制霸地位。這些衛(wèi)星的技術(shù)水平、發(fā)射數(shù)量都是歷年來的高點(diǎn)。?
俄羅斯也不甘示弱發(fā)射了EKS-2洲際導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星；日本自衛(wèi)隊(duì)發(fā)射了軍用的第二代通信衛(wèi)星Kirameki-2和第五顆雷達(dá)情報(bào)收集衛(wèi)星IGS-Radar 5；意大利也發(fā)射了軍用的OPTSAT-3000衛(wèi)星；中國也發(fā)射了軍民兩用的遙感30系列和吉林系列等。?
軍用衛(wèi)星的水平代表著一個國家航天實(shí)力的最高峰。舉個例子好了，已經(jīng)在軌服役長達(dá)27年的哈勃望遠(yuǎn)鏡，是由1976年美國發(fā)射的軍用鎖眼KH-11衛(wèi)星低配版本（精度調(diào)低）改裝而來的，和今天的最新版本偵察衛(wèi)星早已不可同日而語。?
2017年，世界各航天大國在幕后競爭，那是一塊沒有硝煙的戰(zhàn)場。?
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2. Space-X火力全開！?
2017年是Space-X最為輝煌的一年，火箭回收技術(shù)已經(jīng)不再是新聞，如果不是特別重型的發(fā)射任務(wù)都實(shí)現(xiàn)了回收。?
3月20日，第一枚回收過的火箭再次發(fā)射，這一幕在一年內(nèi)上演了4次，伊隆馬斯克所說的火箭回收和降低成本并沒有停留在路演的PPT上，而是真切實(shí)現(xiàn)了。?
但即便是新火箭，獵鷹9號僅僅6000萬美元的報(bào)價(jià)就已經(jīng)足夠血洗世界航天發(fā)射市場，在一年內(nèi)，獵鷹九號共計(jì)實(shí)現(xiàn)了17次發(fā)射并保持了100%的成功率，這個數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了洛馬和波音組合的聯(lián)合發(fā)射同盟的8次。這個數(shù)據(jù)甚至逼近了航天大國俄羅斯（20）和中國（16）的年度總火箭發(fā)射量，傲視群雄。?
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12月15日，Space-X二手火箭+二手飛船組合順利升空（圖片來源：Space-X）?
而與此同時(shí)，Space-X獨(dú)一無二的“黑科技”龍貨運(yùn)飛船是全世界唯一一個可以回收并重復(fù)利用的貨運(yùn)飛船。Space-X不僅在今年完成了國際空間站貨運(yùn)合同，更是在12月15日實(shí)現(xiàn)了震驚世人的二手火箭+二手飛船再次成功發(fā)射的壯舉，要知道這次發(fā)射可是在NASA專家委員會的全面考核后完成的，對于Space-X意義非凡。?
此外，Space-X今年開始大規(guī)模涉足美國軍方衛(wèi)星發(fā)射合同，為美國空軍、海軍、情報(bào)偵查局等服務(wù)，大力搶占曾經(jīng)被美國聯(lián)合發(fā)射同盟壟斷的市場。?
而在2018年初，Space-X將要試射一旦成功就將是世界現(xiàn)役最強(qiáng)火箭的超重型獵鷹火箭，運(yùn)力達(dá)到54噸，是目前最強(qiáng)的德爾塔-4重型的兩倍左右。此外，它也在明年開始執(zhí)行國際空間站客運(yùn)飛船合同，這意味著被俄羅斯壟斷近10年的國際載人航天市場即將被打破。?
2018年Space-X已經(jīng)簽訂了30次發(fā)射合同，這意味著這個公司已經(jīng)成長為世界第一的火箭發(fā)射力量，無愧是人類商業(yè)航天的最巔峰，它今天的成績，甚至連創(chuàng)建它的伊隆馬斯克恐怕都沒有想到過。?
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1. 重返月球、登陸火星，這回要玩真的了？?
人類航天起源于競爭而又必然止步于競爭，曾經(jīng)蘇美的太空競賽造就了阿波羅登月的神話，而自從1972年阿波羅17號成功之后，55年內(nèi)再無人類踏上月球表面。而經(jīng)過了21世紀(jì)的新一輪巨大投資后，2017年的唐納德 特朗普政府接過新的一棒，宣布美國將重返月球并登陸火星，從今年美國所有的動作來看，這次恐怕是真的要做了。?
7月1日，美國宣布重建國家航天委員會，由副總統(tǒng)掛帥。這是歷史上美國第三次建立該委員會，第一次時(shí)該委員會全盤建立了今天的NASA及各大中心；第二次時(shí)，該委員會在里根執(zhí)政期間全盤指揮了“星球大戰(zhàn)”，成為壓垮蘇聯(lián)的最后一根稻草。而今年是第三次建立，動機(jī)可想而知；?
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已經(jīng)燒錢達(dá)到3000億人民幣級別的太空發(fā)射系統(tǒng)和獵戶座飛船（圖片來源：NASA）?
9月22日，NASA宣布美國新一代登月/火星火箭太空發(fā)射系統(tǒng)和新一代飛船獵戶座號將在2019年首次組合發(fā)射，目標(biāo)是圍繞月球探測并返回。在過去十年內(nèi)，這一套系統(tǒng)已經(jīng)燒掉了400多億美元，目前各個分系統(tǒng)都測試完畢，在最終調(diào)整等待發(fā)射；?
9月27日，美俄等20個國家宣布將會在月球建立名為“深空通道”的月球空間站，從技術(shù)到資金支持都有了一定保證。?
不管最后發(fā)展速度怎樣，可以看到重返月球和登陸火星已經(jīng)是美國從小布什時(shí)代起持續(xù)了近20年之久的政策，而今年的跨度無疑最大。?
或許，時(shí)隔60年后，陪伴了地球億萬年的月球，將會再次迎來訪客。?
2017的世界航天，充滿的是時(shí)代的變革和技術(shù)的跨越。2018年這股熱潮還將繼續(xù)，隨著中國再次探測月球、美國探測火星時(shí)間窗口又至，相信在載人航天和深空探測領(lǐng)域，新的一年將會有新的驚喜。?
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特別說明：由于本文供稿時(shí)間為12月19日，后面的幾次火箭發(fā)射事件并未錄入。?