2024 年深空探測進展與展望_風聞

來源：中國航天2024 年深空探測進展與展望葛平1,2 姜亦宸2 孫宇2 

劉文鉞1,2 張天馨1,2 邵豔利2

（1.探月與航天工程中心；2.深空探測實驗室）

**摘   要：**2024年，全球深空探測領域取得了顯著成就，亮點頻現。我國“嫦娥”六號成功完成人類首次月球背面採樣返回任務，將探月工程推向新的高度。與此同時，美國、日本等國家和地區主導的多項商業月球探測任務成功或部分成功實施，標誌着商業航天正朝着多元化、多點開花的趨勢發展。歐空局的“赫拉”（Hera）探測器順利發射，接力兩年前的“雙小行星重定向測試”任務，旨在進一步驗證小行星防禦任務中撞擊技術的有效性。此外，美國國家航空航天局的“歐羅巴快船”探測器也已啓程，目標直指木星的衞星——木衞二，彰顯了人類探索地外生命跡象的不懈努力。日益深化的國際合作、蓬勃發展的商業航天，以及多款新型運載火箭的密集首飛，有望為未來的深空探測領域帶來更多驚喜與變革。對2024年月球探測、行星探測、近地小行星防禦及天文觀測等方面的進展與科學發現進行了歸納總結，並分析了國際相關政策規劃及合作情況。在此基礎上，對未來深空探測的發展重點和趨勢進行了展望。

**關鍵詞：**深空探測；工程進展；科學發現；發展規劃

2024年，全球範圍內共有6項深空探測任務成功實施，其中包括中國的“鵲橋”二號和“嫦娥”六號，美國商業公司太空機器人的“遊隼”項目、直覺機器公司的IM-1任務、美國“歐羅巴快船”木衞二探測任務，以及歐空局（ESA）的“赫拉”（Hera）小行星探測任務。此外，多項在軌任務也取得了重要進展。儘管全球政治與經濟環境的不確定性持續增加，但各國和地區對深空探測的熱情絲毫未減，紛紛制定長遠發展規劃，並積極開展國際合作。更值得注意的是，商業航天的迅猛發展顯著加速了深空探測的產業化進程，有力地推動了科學、技術與工程的深度融合。

一、

深空探測任務進展

（一）月球探測1.我國成功實施“鵲橋”二號、“嫦娥”六號，實現人類首次月球背面採樣返回

我國正按計劃穩步推進探月工程。2024 年3 月20 日，“鵲橋”二號中繼星、“天都”一號和“天都”二號通導技術試驗衞星由“長征”八號遙三運載火箭搭載，在文昌航天發射場成功發射升空。“鵲橋”二號作為繼“鵲橋”一號中繼星之後全球第二顆部署於地球軌道外的專用中繼衞星，具備強大的任務擴展能力，能夠為後續多次月球探測任務提供穩定可靠的中繼通信服務，併成功助力“嫦娥”六號完成月球背面採樣返回任務。“天都”一號和“天都”二號作為“鵲橋”通導遙綜合星座系統的先導星，率先驗證環月軌道高精度定軌、高速測控等關鍵技術，為國際月球科研站地月一體化網絡建設提供支持，併為月球探測乃至更遠的深空探測通信組網奠定基礎。

2024年5月3日，我國“嫦娥”六號探測器由“長征”五號遙八運載火箭在文昌航天發射場成功發射。2024年6月2日，着陸器和上升器組合體成功降落於月球背面，並在隨後的約48h內，通過鑽取採樣和表取採樣，採集了1935.3g的月球背面樣品。2024年6月25日，返回器攜帶月球背面樣品在內蒙古自治區四子王旗預定區域成功着陸。“嫦娥”六號任務實現了人類歷史上首次月球背面採樣返回，標誌着我國在建設航天強國和科技強國的道路上又邁出了重要一步，樹立了國際月球探測領域新的里程碑。圖1為由“嫦娥”六號攜帶的月面自主智能微小機器人拍攝的“嫦娥”六號着陸器和上升器。目前，首批“嫦娥”六號月球採樣樣品已完成準備工作，並已面向國內開放科研申請。

圖1 “嫦娥”六號着陸器和上升器

2.國際月球探測熱潮再起，美國公司締造商業深空探測新里程碑

2024年，全球共進行了3次月球着陸任務。其中，2024年1月19日，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的“月球勘測智能着陸器”（SLIM）在經過數月的飛行後成功着陸月球，使日本成為繼蘇聯、美國、中國和印度之後第五個實現月球軟着陸的國家。由於2個主引擎中的一個點火延遲，SLIM以顛倒的姿態着陸於月球表面，但其實際着陸點與預設着陸點的偏差僅為百米級，創下了當前世界範圍內登月位置精度的最高紀錄。最終，SLIM成功度過了3個月夜並持續運行，超出了預期目標。

在美國國家航空航天局（NASA）的商業月球有效載荷服務（CLPS）計劃的支持下，2024年1月8日，美國商業公司太空機器人的月球着陸器“遊隼”發射升空。然而，由於壓力氦氣控制閥發生故障，導致推進劑泄露，使其無法實現月球軟着陸，最終只能選擇再入地球大氣層，任務宣告失敗。CLPS計劃的發射旨在以更頻繁的方式向月球運送科學載荷和貨物，以支持該機構的“阿爾忒彌斯”計劃。

2024年2月23日，CLPS計劃的第二次發射——美國直覺機器公司的IM-1任務（“奧德修斯”着陸器）成功着陸月球，成為歷史上首個軟着陸於月球表面的商業探測器，也是自1972年12月“阿波羅”17着陸器登陸月球以來，美國首個着陸月球的探測器。然而，由於激光測距儀出現問題，“奧德修斯”的着陸速度大於預期，部分着陸腿在着陸過程中受損，導致航天器整體側翻。儘管如此，“奧德修斯”仍在月球表面成功運行了7個地球日。

從國際月球探測任務的成功率來看，深空探測仍然是一個高風險領域。即便是擁有深厚探測基礎和豐富經驗的美國，在開展月球探測方面依然面臨諸多不確定性。然而，隨着商業航天的快速發展，國際月球探測任務正呈現出小型化、高頻次的發展趨勢。這類任務成本較低，開發週期較短，儘管目前可靠性仍有待提高，但通過快速迭代，可以迅速成熟。此外，這些任務還能積累一批關鍵技術，為未來“航班化”的月面投送奠定基礎，展現出未來月球探測競爭的新態勢。

3.美國“阿爾忒彌斯”計劃再度延期，合作簽署國數量已突破50個

2024年12月，NASA宣佈，已查明“阿爾忒彌斯”1任務中“獵户座”飛船隔熱罩出現侵蝕問題的原因，並決定推遲“阿爾忒彌斯”2和3任務的發射時間。根據調整後的計劃，“阿爾忒彌斯”2任務將於2026年4月實施，屆時4名來自美國和加拿大的航天員將搭乘“獵户座”飛船執行首次載人繞月飛行任務。而“阿爾忒彌斯”3任務則計劃於2027年年中使用美國太空探索技術公司（SpaceX）的“星艦”飛船，執行首次載人登月任務。

與此同時，美國持續拓展“阿爾忒彌斯”計劃的國際合作聯盟。截至2024年12月底，又有19個國家和地區簽署了《阿爾忒彌斯協定》，使簽署該協定的合作國家和地區總數增至52個。

（二）行星探測1.“歐羅巴快船”木衞二探測器成功發射，開啓冰衞星生命跡象與宜居性探索新篇章

2024年10月14日，NASA的“歐羅巴快船”木衞二探測器搭載SpaceX的“獵鷹重型”火箭，在肯尼迪航天中心成功發射，開啓了為期近6年的太空飛行之旅（見圖2）。該探測器配備了9台科學儀器和1個引力科學實驗裝置，將對木星進行環繞探測，並首次對木衞二展開詳細勘察。通過多次近距離飛越，探測器將對木衞二的冰下海洋、冰層以及水蒸氣等目標進行深入探測，進而研究其宜居性及潛在的生命特徵。

圖2 “歐羅巴快船”概念圖

“歐羅巴快船”是NASA迄今為止耗資最為龐大的科學任務之一，其總生命週期成本（包括2030年抵達木星後的4年運營費用）預計高達52億美元。該探測器尺寸為3m×1.5m×1.5m，核心組件包括電子模塊、推進模塊和無線電通信模塊。展開後的太陽翼尺寸可達30.5m×5.27m。預計該探測器將在2025年2月完成火星借力飛行，並在2026年12月完成地球借力飛行，最終計劃於2030年4月抵達木星附近。

作為NASA行星科學十年探測計劃中的核心任務之一，“歐羅巴快船”任務彰顯了NASA在深空探測領域的多元化佈局，顯示出其對目標天體探測範圍的不斷拓展，以及任務目標的日益豐富。同時，探索冰衞星上的生命跡象及其宜居性正逐漸成為新的研究趨勢。2024年4月，NASA批准了“蜻蜓”（Dragonfly）核動力旋翼機探測任務，該任務旨在探索土星最大的衞星——土衞六（Titan），計劃於2034年抵達目標，探尋土衞六上與地球早期相似的生物化學過程。此外，ESA也宣佈可能在2040年初使用“阿里安”6型運載火箭發射土衞二探測任務，重點關注其冰下海洋中可能存在的宜居性線索。

2.美歐聯合火星取樣返回任務架構調整，警示重大任務進度與風險管控的重要性

2024年3月，在火星採樣返回任務（MSR）第二次獨立審查發現的問題未得到及時解決的情況下，NASA發佈了2025財年預算，其中，MSR經費被表述為“待定”。此舉引發了美國政界與學界對MSR的廣泛討論。迫於壓力，NASA於2024年4月向業界徵集MSR的替代方案，旨在實現更快速、更經濟的火星取樣返回。2024年10月，NASA公佈了12項入圍提案，其中8項來自商業航天公司。2024年12月18日，美國參議院在批准NASA的2025財年預算時提出，NASA需在90天內提交MSR的最新架構方案，以及切實可行的經費與實施計劃。儘管該法案最終未獲通過，但它凸顯了政府和領導過渡期間，NASA對關鍵事項的重視程度。

火星採樣返回任務是一項極具挑戰性的深空任務，其難度和複雜性前所未有。NASA將整個任務的管理權下放給噴氣推進實驗室（JPL）。然而，NASA各部門之間缺乏從屬關係，JPL與歐洲各國及機構之間的溝通也不夠順暢，這導致了MSR在任務管理層面出現混亂。此外，美歐不同機構之間的工作文化差異進一步增加了任務按計劃推進的難度。因此，在重大航天任務的管理方面，應實施統一管理，合理規劃任務進度，並進行有效的調度和預算管理。在開展國際合作的過程中，必須始終保持獨立自主的能力，並制定應急備份方案。通過準確估算和控制成本，避免大幅度的預算超支。同時，需要提高團隊內部的溝通效率，確保所有相關方對項目目標和進度有清晰的理解和一致的預期。

3.ESA“赫拉”小行星探測器成功發射

2024年10月7日，ESA的“赫拉”小行星探測器搭載“獵鷹”9火箭，在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地成功發射升空。“赫拉”探測任務的主要目標是造訪近地小行星Didymos及其衞星Dimorphos。值得一提的是，Dimorphos是兩年前NASA“雙小行星重定向測試”（DART）任務的目標。DART任務通過與Dimorphos的撞擊，成功改變了其圍繞Didymos的軌道週期，展示了“動能撞擊器”技術，用於偏轉潛在危險小行星的可行性，“赫拉”旨在進一步驗證該撞擊技術的有效性。

4.我國“天問”二號小行星探測任務穩步推進，預計將於2025年發射升空

我國“天問”二號計劃旨在通過一次任務實現對近地小行星2016HO3的伴飛、採樣（包含觸碰、懸停、附着）並返回，同時對主帶彗星進行伴飛探測。目前，“天問”二號任務已順利進入正樣研製階段，整器測試和各系統間的協調工作正在有序開展，計劃於2025年發射升空。

（三）近地小行星防禦1.《中國首次近地小行星防禦任務方案設想》發佈

2024年9月5日，在第二屆深空探測（天都）國際會議的主論壇上，中國正式發佈了《中國首次近地小行星防禦任務方案設想》。該方案深入探討了近地小行星的潛在威脅及實施小行星防禦的緊迫性，並詳細介紹了中國首次近地小行星防禦任務的實施方案及國際合作構想。

中國計劃採用“伴飛+撞擊+伴飛”的創新模式，通過探測器和撞擊器的協同工作來實現任務目標。在任務執行過程中，撞擊器將對目標小行星實施動能撞擊，而探測器則對整個撞擊過程進行全程監測，並在撞擊完成後繼續進行撞擊效果的評估和進一步的科學探測。通過這一任務，中國將實現“動能撞擊+天基評估”的雙重目標。

近地小行星防禦是關乎人類命運的重大課題，提升全球聯合監測、預警和防禦能力是全人類共同的責任。為此，中國向國際夥伴發出誠摯邀請，希望在聯合研製、聯合觀測及數據共享等多個層面展開全方位合作，攜手守護地球家園。

2.ESA批准“拉美西斯”小行星任務

2024年7月，ESA正式批准了“拉美西斯”（Ramses）任務，即“阿波菲斯”太空安全快速響應任務。該任務計劃趕在2029年4月小行星“阿波菲斯”接近地球之前對其進行探測。屆時，航天器將對“阿波菲斯”的形狀、表面特徵、運行軌道、自轉及方向展開詳細調查，以深入瞭解其組成成分和內部結構等關鍵特徵。

二、

深空探測領域科學發現

（一）“嫦娥”五號、六號月球樣品研究持續推動月球科研新突破截至2024年11月22日第八批申請截止日，國家航天局已向國內131個研究團隊發放了7批次共計85.48g的“嫦娥”五號科研樣品。多個領域的研究成果已達70餘項，並在國內外重要學術期刊上發表。其中，在“首次發現月壤礦物中的‘分子水’，以及通過火山玻璃珠定年揭示月球在12億年前仍有岩漿活動”等方面取得了重大突破，再次刷新了人們對月球演化的認知。

與此同時，我國科學家對“嫦娥”六號採集的月球背面樣品進行了詳盡的同位素地球化學研究，首次揭示月球背面約28億年前仍存在年輕的岩漿活動，且這一活動至少持續了14億年。這一發現填補了月球玄武岩（KREEP）樣品在該時期的記錄空白，為理解月球演化提供了關鍵科學依據。相關研究還表明，月海玄武岩的分佈不僅受月殼厚度的影響，月幔源區的物質組成也是一個重要的控制因素。這些研究為釐清月球正面和背面物質組成的差異、破解月球二分性之謎提供了新的視角。圖3展示了“嫦娥”六號獲得的月球背面樣品中記錄的兩期玄武質火山活動及其月幔源區性質的示意圖。

圖3 月球背面樣品中兩期玄武質火山活動及其月幔源區性質示意

（二）中、美、歐探測器攜手觀測火星空間天氣事件

我國科學家利用“天問”一號環繞器搭載的高能粒子探測器（MEPA），對之前探測到的一次高強度太陽高能粒子事件（SPE）進行了深入分析。該事件同時被ESA的微量氣體軌道飛行器（TGO）、NASA的火星大氣與揮發物演化軌道器（MAVEN）及火星表面的“好奇”火星車（MSL）共同探測到。這項研究成功重構了火星空間太陽高能粒子事件的完整質子能譜，不僅深化了人類對火星空間輻射環境的認識，也凸顯了在火星進行持續和協同輻射監測的重要性。圖4展示了火星處太陽高能粒子事件的聯合探測情況。

圖4 火星處太陽高能粒子事件的聯合探測

（三）多個探測器的研究結果持續深化對火星宜居性演變的認知

我國科學家利用“祝融”探測數據，進一步測定了火星北部烏托邦平原區域岩石沉積物的年代和物質組成，推斷該區域曾存在大量液態水。與此同時，美國“好奇”火星車在蓋迪茲山谷發現的純硫晶體，揭示了火星可能經歷的極端地質和化學條件，為其早期環境的潛在宜居性提供了重要線索。“毅力”火星車在傑澤羅隕石坑對火山活動和岩石特徵的分析，則加深了人們對火星表面地質演化的理解。此外，研究人員重新分析了“洞察”火星車的火震數據，並提出了基於這些數據的最優解釋，推測火星地殼中可能藴藏液態水層。研究結果表明，在火星11.5~20.0km深處的火成岩裂縫中可能存在大量液態水，這些水足以覆蓋整個星球，形成1~2m深的水層。儘管這一深度的地下水難以獲取，但其存在為研究火星潛在地下生態圈及生命演化提供了全新的視角。

（四）新老探測器攜手共進，推動行星科學研究持續邁向新高度2024年，全球第二艘水星探測器“貝皮-科倫坡”完成了第五次飛越水星的探測任務。儘管尚未進入環水星軌道，但其搭載的水星輻射計和熱紅外光譜儀已成功開機運行，並獲取了水星的中紅外遙感圖像。這些圖像清晰展示了水星表面在中紅外光譜下的明暗分佈，為科研人員解析水星表面物質成分提供了關鍵數據支持。通過與計算機建模相結合，研究人員對探測器上的水星等離子體粒子實驗（MPPE）儀器套件所採集的粒子數據進行了深入分析，從而確定了粒子的來源及磁層的特徵。

與此同時，美國科研人員對“麥哲倫”探測器於1990年和1992年傳回的金星雷達數據進行了研究。結果顯示，在後期數據中，某些路徑上的雷達信號強度出現了顯著增強。研究人員推測，這些變化可能表明金星表面形成了新的岩石，而這種現象極有可能是火山活動在1990—1992年間凝固的結果。這一發現為理解金星的岩漿活動及其熱演化過程提供了重要的科學依據。

此外，“朱諾”探測器的高精度雙頻多普勒數據還揭示了木衞一火山活動的核心機制。研究發現，木衞一內部的潮汐力摩擦產生了大量熱量，導致部分區域融化。這些熱量引發了火山噴發，但數據顯示並未形成一個淺層的岩漿洋。此項研究進一步深化了對小型天體熱演化過程的認識。

（五）太空望遠鏡持續拓展人類對宇宙的認知邊界2024年，太空望遠鏡在宇宙起源與演化、恆星演化及系外宜居行星觀測領域取得了重大突破，具體表現在以下3個方面：

（1）通過“哈勃”望遠鏡與“詹姆斯•韋伯”望遠鏡的協同精確測量，研究人員發現，除測量誤差外，尚有其他因素影響着宇宙的膨脹速度。這一發現為未來破解宇宙膨脹之謎奠定了重要基礎。

（2）“詹姆斯•韋伯”望遠鏡觀測到的雙極噴流排列，有力地證實了現有的恆星形成理論。

（3）“詹姆斯•韋伯”望遠鏡對熾熱且高輻射的系外行星55Cancri e的觀測顯示，該行星可能擁有富含二氧化碳或一氧化碳的大氣層。這一結果是目前關於太陽系外岩石行星存在大氣層的最佳證據。圖5展示了“詹姆斯•韋伯”望遠鏡的中紅外儀器捕捉到的7.5~11.8μm的光變曲線，揭示了熱量從55Cancri e的白天向夜晚擴散的現象，這可能是由富含揮發物的大氣層造成的。

圖5 “詹姆斯•韋伯”望遠鏡捕捉到的7.5~11.8μm 的光變曲線

三、

國際深空探測的政策規劃與國際合作

（一）戰略規劃1.NASA調整“從月球到火星”戰略架構，發佈《拓展火星科學視野：可持續火星科學計劃》

2024年，NASA對“從月球到火星”戰略架構進行了多項調整與更新，其中包括對架構定義文件的修訂，重點完善了決策路線圖內容，以優先推動面向月球和火星任務所需的新型材料、電推進等新技術的研發。此外，文件中還新增了月球表面貨物着陸器和初始月球表面棲息地2項關鍵元素，為月球任務提供必要保障，併為航天員在月面的長期駐留奠定基礎設施，支持月球基地的長期建設。與此同時，NASA還發布了12份白皮書，涵蓋《月面貨物運輸》《火表動力技術決策》《架構驅動的技術差距》等主題，從科學、技術、國際合作等多個維度對架構進行補充，為其提供更全面的戰略指導和決策依據。

2024年底，NASA發佈了《拓展火星科學視野：可持續火星科學計劃》（2024—2044規劃）。該計劃承接了《NASA戰略計劃》（2022年）、《科學戰略》（2023年）、《起源、世界和生命：2023—2032年行星科學和天體生物學十年戰略》及《火星探測計劃》（2021年）等多份戰略規劃文件，是對“從月球到火星”戰略的重要補充。該計劃明確了未來20年火星探測的三大科學主題：探索火星生命潛力、支持載人探火及揭示火星動態行星系統的奧秘。文件詳細規劃了具體的任務措施，為未來20年的火星探測計劃提供了戰略指導，重點包括引入商業航天力量以降低任務成本、建設火星中繼網絡，以及通過數據基礎設施進行數據可視化與分析。此外，還針對火星任務開發了進入、下降和着陸（EDL）、地面與空中機動性、鑽取與樣品處理、通信等相關技術。通過推進月球和火星探測計劃，美國旨在展示其航天實力和技術優勢，鞏固其在全球航天領域的領先地位，保持對其他國家和地區的競爭優勢，並通過主導國際合作方向和規則制定，提升其國際影響力。

2.美國白宮發佈地月科學技術行動計劃，確立月球標準時間相關政策

2024年4月2日和12月18日，美國白宮科技政策辦公室（OSTP）分別發佈了兩份政策備忘錄，旨在確立一套兼容性強、高精度、抗干擾且可擴展至其他天體的月球標準時間（LTC）。該計劃將通過NASA與商務部、國防部、國務院、交通運輸部協調推進，將月球標準時間納入“從月球到火星”的整體架構中。根據備忘錄要求，相關構建方法需在2024年12月31日前提交至美國白宮科技政策辦公室，而月球標準時間的最終策略則需在2026年12月31日前提交至總統執行辦公室。此外，美國計劃依託“阿爾忒彌斯”計劃，將該標準確立為國際標準。12月18日，美國白宮科技政策辦公室還發布了《國家地月科學技術行動計劃》，針對《國家地月科學技術戰略》提出的4個戰略目標進行行動方案的細化落實，包括推進地月空間科學、發展基礎技術以保障地月空間安全、評估地月空間態勢感知能力與需求、開發地基和天基傳感器、建立地月通信和定位、導航與授時（C&PNT）基礎能力、確保地月空間C&PNT架構可擴展性與互操作性等。

這3份文件是對白宮發佈的《國家地月科學技術戰略》的進一步落實。通過“阿爾忒彌斯”計劃將美國航天領域的優勢拓展至地月空間，從而在月球乃至其他天體的規則制定中佔據主導地位。

3.美國軍方持續發佈商業航天領域相關戰略

2024年4月2日和10日，美國國防部和太空軍分別發佈了《商業航天一體化戰略》和《商業太空戰略》。前者是對2022年美國發布的《國家安全戰略》和《國防戰略》的回應，提出了平衡性、互操作性、彈性和負責任等基本原則。通過採用商業航天技術來滿足國防部的各項需求，並深化合作以實現國防部與商業航天的整合，該戰略旨在推動商業航天與美國國家安全太空架構的融合，從而增強美國在太空領域的優勢及應對能力。後者則強調與商業航天領域的合作，以應對太空安全問題，是國防戰略在太空軍方面的具體落實和細化。這兩份文件與美國當前的國家安全和國防戰略導向高度一致，體現了國家層面推動商業航天軍事化應用發展的趨勢。

總體而言，這兩份文件標誌着美國太空戰略從傳統的政府主導模式轉向與商業航天深度融合的新階段。它們旨在打破政府與商業航天之間的技術壁壘，加速太空技術的創新與應用轉化，為美國的軍事戰略和太空安全提供新的實施路徑。

4.美國國家科學院發佈《2024—2033年太陽物理學十年調查規劃》

2024年12月5日，美國國家科學院發佈了《2024—2033年太陽物理學十年調查規劃》，明確了未來十年太陽物理學的研究主題。這些主題涵蓋了日地系統各組成部分之間的相互作用、構建長期穩定運行的太空實驗平台，以及探索太陽和宇宙中的極端物理環境等。基於這些研究重點，規劃還提出了Links任務和太陽極地軌道飛行器任務等具體建議。

5.ESA啓動“月光”計劃，並同日本簽署擴大合作聯合聲明

在2024年10月舉行的國際宇航大會上，ESA正式宣佈啓動“月光”計劃，旨在建設歐洲的月球通信導航星座。11月，JAXA與ESA簽署了一項擴大深空合作的聯合聲明，雙方將在行星防禦、空間科學、火星探測等多個領域展開一系列新合作。具體合作內容包括：加快ESA的“拉美西斯”任務對小行星“阿波菲斯”的研究；於2030年合作開發小型火星着陸器；基於“阿爾忒彌斯”計劃開展聯合月球模擬測試、協同機器人研發及月球通信導航互操作性試驗；持續推進“雅典娜”新型高能天體物理先進望遠鏡、LiteBIRD宇宙微波背景（CMB）極化高精度測量及巨行星衞星研究等任務。此次聲明旨在鞏固和加強雙方在航天領域的合作伙伴關係。歐洲在航天電子和探測器設計方面擁有深厚的技術積累，而日本則在小型化技術和星際通信方面具有優勢。雙方的合作將實現技術互補，提升深空探測能力，並增強雙方在國際深空探測領域的話語權和影響力。

6.印度批准多項深空探測任務規劃

2024年9月，印度總理莫迪批准了一系列重大航天任務，涉及多項深空探測任務，均出自之前提出的《2047年願景》，其中包括：

（1）計劃於2027 年擬採用兩枚LVM3 火箭發射“月船”4，實施月球採樣返回任務；

（2）計劃於2028年3月發射金星軌道器，實施金星大氣、地質和演化研究；

（3）計劃開發LVM3三倍有效載荷的“下一代運載火箭”（NGLV），具有可重複使用組件和模塊化綠色推進系統，在8年內開展3次試飛。

印度還計劃在2040年實現載人登月，建成月球軌道空間站。在功能上，除搭載航天員外，還作為科學研究中心與未來太空任務基地。此外，印度空間研究組織（ISRO）仍在尋求與於日本聯合開展“月船”5月球南極任務的批准。

7.韓國成立宇宙航空廳，推動航天項目整合發展

2024年5月27日，韓國正式成立韓國宇宙航空廳（KASA），旨在將韓國打造成全球航天強國。為此，韓國政府出台了《2024年航天發展促進行動計劃》，明確了五大核心任務：空間探索、空間運輸、航天工業、空間安全及空間科學。韓國宇宙航空廳計劃重點發展可重複使用的運載火箭、國產全球定位系統及商業火箭發動機，並設定了具體目標：於2032年將着陸器送上月球，並在2045年前實現載人登陸火星。韓國這一系列舉措旨在推動技術創新與產業升級，引導資源向航天領域傾斜，促進航天製造、衞星應用等相關產業的協同發展，從而全面提升韓國的航天技術水平，增強其在國際太空領域的競爭力與影響力，並深化國際合作。

（二）國際合作1.持續深化國際合作，積極邀請更多國際夥伴參與國際月球科研站的建設

自我國探月工程實施20年以來，與世界各國不斷深化國際合作，拓展人類認知，增進人類福祉，推動人類文明進步。我國“嫦娥”六號搭載了ESA月表負離子分析儀、法國氡氣探測儀、意大利激光角反射器及巴基斯坦立方星，為國際合作提供了開放平台。“嫦娥”七號和“嫦娥”八號也積極開展國際合作，為全球夥伴創造更多機遇。“嫦娥”七號已遴選出埃及、巴林、意大利、俄羅斯、瑞士、泰國及國際月球天文台協會等7個國家和國際組織的6台科學載荷，目前均已進入研製階段；“嫦娥”八號則徵集到來自13個國家和國際組織的34份合作意向書，並結合國際合作需求、設計約束及場景協同，創新性地提出了“1+1+2+N”的整合方案，為未來月球科研站的實施奠定了堅實的國際合作基礎，進一步拓展了國際合作的廣度與深度。

在2024年9月舉辦的第二屆深空探測（天都）國際會議上，我國以“國際月球科研站-共商共建共享”為主題，向世界各國發起了六大合作倡議，熱忱歡迎全球夥伴在項目的各個階段和任務的各個層級參與國際月球科研站的研製與建設。截至2024年12月，已有17個國家和地區及40餘個國際機構和國際組織與我國簽署了國際合作文件。

2.各國政府間、政府與商業航天企業之間合作日益頻繁

隨着雙邊及多邊合作協議的不斷拓展，以及商業航天領域對政府航天項目的參與度日益加深，國際合作在各國政府之間及政府與商業航天企業之間的互動愈加頻繁，呈現出跨地域、跨行業的顯著特點。例如，2024年4月，NASA與日本簽署了一項月球車合作協議，旨在推進人類對月球的可持續探索。根據協議，日本將負責設計、開發和運行一款加壓月球車，用於載人及無人月球探測任務。NASA則將提供月球車的發射和運輸服務，併為日本航天員提供2次登陸月球表面的機會。

2024年5月，NASA與ESA就“火星太空生物學計劃”（ExoMars）中的“羅莎琳德-富蘭克林”（Rosalind-Franklin）火星漫遊車項目展開合作。NASA將在此次合作中提供美國商業發射能力，以及登陸火星所需的加熱器裝置和推進系統元件。

2024年6月，德國和盧森堡航天局參與了盧森堡赴日國家經濟代表團的活動，與日本方面就航天領域合作進行了深入探討，具體內容包括以下3點：（1）與日本商業航天公司ispace在月球車項目上的合作；（2）與JAXA的合作；（3）與其他政府機構間的合作。

四、

深空探測發展重點與趨勢

（一）百舸爭流：深空探測任務正從“大而全”邁向“小而精”

近年來，全球深空探測領域呈現蓬勃發展的態勢，越來越多的國家加入這一行列，為探索深空未知領域注入了新的活力。2024年，韓國成立了宇宙航空廳，計劃開發月球車和可重複使用的火箭，並計劃在2032年實施月球登陸探測任務；印度2024年批准了一系列深空探測任務，規劃詳盡；日本則成功開展了月球勘測智能着陸器着陸任務，並計劃推進火星月球探索（MMX）任務；阿拉伯聯合酋長國也計劃於2028年發射小行星帶探測任務，對7顆小行星展開探測。

在深空探測領域的早期階段，任務主體主要集中於中國、美國、俄羅斯、歐洲等航天大國和地區。這些國家或地區憑藉其雄厚的航天實力，傾向於開展大規模、全方位的探測任務，例如美國的“阿波羅”計劃及中國的探月工程等。這些任務通常涉及眾多工程、技術和科學目標，具有顯著的“大而全”特徵。然而，隨着深空探測技術的發展，這一特點正逐漸向“小而美”轉變。

一方面，深空探測任務往往伴隨着高成本和高複雜度，這對單一主體實施任務構成了巨大壓力。另一方面，深空探測作為具有“高、精、尖”特點的前沿領域，對於那些起步較晚、資源有限的國家或地區而言，參與由航天大國主導的探測任務具有重要意義。這不僅能幫助他們引進前沿航天技術，促進相關產業發展，還能使他們參與到前沿科學研究中，提升本國科研人員的專業能力，推動物理學、天文學等學科的發展，從而提高整體科技水平，並增強在國際上的影響力和話語權。

此外，新興國家的加入，不僅豐富了深空探測的主體構成，還推動了全球深空探測技術的交流與進步。這為構建更加穩定、多元的國際航天秩序貢獻了力量，並共同推動着人類深空探測事業的持續發展。

當前，中國與美國在月球探測領域呈現出競爭態勢，而深空探測領域的合作與競爭不僅順應技術發展的潮流，也與國際政治外交格局息息相關。深空探測正逐漸成為各國開展外交互動的新紐帶。在推進月球探測國際合作的過程中，相關國家不僅會考慮技術層面的因素，其自身的政治立場與外交政策同樣會影響對合作對象的選擇。

（二）合作共贏：深空探測邁向多探測器聯合探測與多方協作研究的新階段隨着深空探測活動日益頻繁，國際深空科學研究正朝着多國協作和多探測器聯合觀測的模式發展，這充分體現了全球科研資源整合與合作的重要性。不同探測器可以憑藉其獨特的儀器和觀測軌道，通過聯合觀測突破單一設備的侷限性，從而對宇宙運行規律、類地行星的起源與演化、生命宜居性的演變等關鍵科學問題展開多角度的深入探測與研究。例如，火星在軌探測器的聯合探測能夠實現軌道器、着陸器、巡視器等多角度、多方位、多維度的協同探測，為火星的空間環境、地質演化與氣候變化等核心科學問題提供更全面的信息；而天文望遠鏡的聯合觀測則可結合不同載荷的探測優勢，為研究宇宙運行的基本規律提供更多約束。隨着美國、歐洲、日本等國家和地區在深空探測任務上的合作不斷深化，協同觀測與研究正朝着打破壁壘、深度融合的方向穩步邁進。

各國依據自身優勢，在探測器研發、深空通信導航等領域各展所長，從而加速了深空探測技術的迭代更新。這種多探測器聯合探測和多國數據共享的策略，不僅提升了科學發現的深度和廣度，也顯著增強了人類對空間科學的整體理解。此外，它還能夠促進國際科技合作的深化與可持續發展，代表着未來空間科學探測與研究的重要趨勢。這一趨勢既是各國科技實力不斷增長的體現，也是國家發展戰略的關鍵佈局。

（三）異軍突起：商業航天企業助力深空探測邁向產業化隨着市場持續發展，商業航天正大步邁向深空探測領域，多項具有重要意義的探索任務正有序推進。2024年實施的2次商業月球探測任務——“遊隼”和“奧德修斯”對於深入瞭解月球、積累深空探測經驗具有重要價值。與此同時，商業航天公司火箭實驗室（Rocket Lab）與藍源公司（Blue Origin）合作開展的“逃逸和等離子體加速與動力學探測器”（EscaPADE）火星探測任務，為未來的火星探索等深空活動奠定了基礎。此外，NASA已選定9家美國公司，進行共計12項火星探測概念研究，為商業力量進軍火星進行前瞻性佈局。SpaceX提出的“火星鏈”計劃更是雄心勃勃，計劃在10~20年內實現載人登陸火星。這一計劃雖然極具挑戰性，但充分展現了商業航天在深空探測領域的雄心壯志，並激勵着整個行業不斷突破創新，攻克技術難題。

然而，在全球經濟形勢低迷的大背景下，商業航天企業對軍方合同的依賴日益增加，雙方的合作也愈發緊密。2024年，美國國防部和太空軍相繼發佈商業航天相關戰略規劃，旨在全方位加強政府、軍隊與商業航天企業之間的合作。事實上，近年來，美國軍方對新型商業航天企業的依賴程度不斷加深，而波音、洛馬等傳統航天承包商的市場份額則逐漸下降。在低成本、高效率等優勢的吸引下，美國軍方正積極扶持新興商業航天企業的發展，例如將發射合同授予火箭實驗室正在研發的中重型火箭，以及基於SpaceX“星鏈”軍事化潛力開發的“星盾”2.0版。這些舉措使得商業航天企業在軍方的助力下，拓展了自身的發展空間。

總而言之，商業航天企業在深空探測領域的崛起，既源於各企業自身發展的需求，也離不開各國政府對商業航天發展的政策支持與指導，同時還有軍方對商業航天應用的考量。我國目前也在積極研究和探索商業航天參與深空探測的可行性。過去，我國的深空探測任務往往以“穩中求進”為導向，而隨着商業航天企業的蓬勃發展，其“小、快、靈”的獨特優勢得以顯現。這些企業憑藉高效的運營機制，能夠迅速、靈活地響應市場需求，並根據任務需求採用靈活的設計方案，從而大幅降低研發成本和技術門檻。這使得深空探測任務能夠從傳統的“大型化、長週期、單一主體”模式，向“小型化、快速響應、多元協作”的新模式轉變，有效減輕政府的財政負擔。可以預見，商業航天的介入將加速深空探測的發展進程，並重塑全球深空探測領域的格局。

（四）動力先行：多款新型運載火箭首飛助力未來深空探測邁向更高、更遠、更深層次2024年，全球航天領域迎來新型運載火箭發射的高峯期。各方在追求技術突破的同時，也在努力降低發射成本，其中以SpaceX的“獵鷹”9和“超重-星艦”表現尤為突出。2024年，“獵鷹”9發射次數超過130次，累計發射次數突破400次，其一級火箭的最高複用次數達到24次，最短週轉時間僅為13天；而“超重-星艦”在2024年完成了4次飛行試驗，並在兩級火箭精確軟着陸的基礎上，實現了利用“筷子夾火箭”技術在一級發射塔架上回收。這項技術堪稱2024年航天領域的一大亮點，彰顯了強大的創新能力，將為“阿爾忒彌斯”計劃及未來的火星探測方案提供有力支持。此外，聯合發射聯盟於2024年1月完成了“火神-半人馬座”火箭的首次飛行，同年10月又進行了第二次試飛；日本新一代主力運載火箭H-3於2024年2月首次成功發射，並在2月、6月和11月實現了三連勝；ESA的“阿里安”6火箭於2024年7月完成首飛；我國“長征”十二號火箭於2024年12月完成首飛，同時多款商業航天可重複使用運載火箭正在研製中，計劃於2025年完成首飛。

新型運載火箭的集中首飛將對未來深空探測的技術路徑和發展方向產生深遠影響。首先，隨着深空探測任務規模的擴大，對運載器的運載能力提出了更高要求。運載能力的顯著提升將使更大規模、更遠距離的深空探測任務成為可能，為建設月球基地、火星採樣返回，以及探測木星及更遠目標創造有利條件。其次，模塊化設計、小型化技術和可重複使用能力的進步，將大幅降低發射成本，推動國際深空探測合作邁向更加務實的新階段。

與此同時，隨着可重複使用技術的成熟和新型推進技術的研發，未來深空探測任務將更加註重高效性、環保性和靈活性。在實現一箭多星、多軌道部署的基礎上，運載火箭或將向運載探測一體化、一箭多能的方向發展。例如，除了執行常規的載荷發射任務外，火箭還可用於空間探測、技術驗證、數據採集，甚至執行空間碎片清理等任務，從而實現運載技術的高度集成化、智能化和適應性。這將有效提升發射效益，為深空領域的發展和應用開闢新的可能性。

（五）數智探測、人工智能與大數據：助力人類探索深空奧秘當前，深空探測領域正朝着數字化方向快速發展。NASA與ESA在人工智能和大數據技術的應用上已取得顯著成果，推動了航天科學與工程的智能化進程。例如，2024年發射的“歐羅巴快船”任務引入了機器學習和深度學習算法，能夠即時處理海量探測數據，並快速識別出具有潛在科學價值的區域。此外，該任務還通過高保真度的任務級仿真模擬技術，對探測器、地面設備和環境進行全任務週期的建模，從而輔助任務設計，提高任務可靠性。

早在2019年，NASA的科學任務理事會（SMD）就提出要提升科學界對人工智能和機器學習的認知，並投資開發必要的軟件工具，利用這些自動化和智能化技術處理科學數據，以實現突破性的科學發展。科學任務理事會已通過多個計劃，將自然語言處理（NLP）技術應用於研發。例如，他們與IBM公司合作開發了INDUS科學大語言模型，並基於LLaMA2.0模型開發了面向商業衞星數據採集治理的大語言模型。與此同時，ESA也開發了一套基於自然語言處理的信息提取系統。該系統能夠從學術文章、技術報告、設計文檔等專業文檔中提取關鍵信息，並結合知識圖譜，為用户提供查詢結果，從而提升文檔搜索效率和歷史數據的可用性。

國際航天機構開發的人工智能應用大多聚焦於特定任務場景或功能，造成這一現象的主要原因在於航天任務需求具有碎片化特徵，且任務通常涉及多個不同專業領域。在人工智能技術持續更新迭代的過程中，更容易在解決明確且單一的問題上取得突破。因此，從技術突破的角度來看，降低開發複雜度，通過明確具體應用場景，逐步驗證技術的有效性是必要的。而深空探測任務的全週期會產生大量數據，這些數據具有多樣性和強專業性的特點，數據標註成本高昂，使得覆蓋全任務週期的數字化應用開發難度較大。然而，這並不意味着人工智能無法服務於深空探測的全流程任務需求。隨着人工智能工具的深入發展及多模態數據處理能力的進一步增強，未來有望探索將單點應用整合，制定系統化的人工智能解決方案，實現從規劃、執行到成果分析的深空探測全流程智能化服務。

目前，我國深空探測領域面臨數據源相對分散的問題，這容易導致數據可用性和分析準確性降低，處理難度增加等問題。可以借鑑美國、歐洲等國家和地區的數據管理、發放理念與方式，從國家層面推動數據接收、處理和研究的統一規劃與組織，有效降低數據管理成本，促進數據整合與深度挖掘，推動深空探測領域的跨學科研究與成果產出；支撐深空探測任務規劃與設計，提升任務決策能力，從而有力推動我國深空探測領域的高質量發展。