2024 年深空探测进展与展望

来源：中国航天2024 年深空探测进展与展望

葛平1,2 姜亦宸2 孙宇2 

刘文钺1,2 张天馨1,2 邵艳利2

（1.探月与航天工程中心；2.深空探测实验室）

摘   要：2024年，全球深空探测领域取得了显著成就，亮点频现。我国“嫦娥”六号成功完成人类首次月球背面采样返回任务，将探月工程推向新的高度。与此同时，美国、日本等国家和地区主导的多项商业月球探测任务成功或部分成功实施，标志着商业航天正朝着多元化、多点开花的趋势发展。欧空局的“赫拉”（Hera）探测器顺利发射，接力两年前的“双小行星重定向测试”任务，旨在进一步验证小行星防御任务中撞击技术的有效性。此外，美国国家航空航天局的“欧罗巴快船”探测器也已启程，目标直指木星的卫星——木卫二，彰显了人类探索地外生命迹象的不懈努力。日益深化的国际合作、蓬勃发展的商业航天，以及多款新型运载火箭的密集首飞，有望为未来的深空探测领域带来更多惊喜与变革。对2024年月球探测、行星探测、近地小行星防御及天文观测等方面的进展与科学发现进行了归纳总结，并分析了国际相关政策规划及合作情况。在此基础上，对未来深空探测的发展重点和趋势进行了展望。

关键词：深空探测；工程进展；科学发现；发展规划

2024年，全球范围内共有6项深空探测任务成功实施，其中包括中国的“鹊桥”二号和“嫦娥”六号，美国商业公司太空机器人的“游隼”项目、直觉机器公司的IM-1任务、美国“欧罗巴快船”木卫二探测任务，以及欧空局（ESA）的“赫拉”（Hera）小行星探测任务。此外，多项在轨任务也取得了重要进展。尽管全球政治与经济环境的不确定性持续增加，但各国和地区对深空探测的热情丝毫未减，纷纷制定长远发展规划，并积极开展国际合作。更值得注意的是，商业航天的迅猛发展显著加速了深空探测的产业化进程，有力地推动了科学、技术与工程的深度融合。

一、

深空探测任务进展

（一）月球探测

1.我国成功实施“鹊桥”二号、“嫦娥”六号，实现人类首次月球背面采样返回

我国正按计划稳步推进探月工程。2024 年3 月20 日，“鹊桥”二号中继星、“天都”一号和“天都”二号通导技术试验卫星由“长征”八号遥三运载火箭搭载，在文昌航天发射场成功发射升空。“鹊桥”二号作为继“鹊桥”一号中继星之后全球第二颗部署于地球轨道外的专用中继卫星，具备强大的任务扩展能力，能够为后续多次月球探测任务提供稳定可靠的中继通信服务，并成功助力“嫦娥”六号完成月球背面采样返回任务。“天都”一号和“天都”二号作为“鹊桥”通导遥综合星座系统的先导星，率先验证环月轨道高精度定轨、高速测控等关键技术，为国际月球科研站地月一体化网络建设提供支持，并为月球探测乃至更远的深空探测通信组网奠定基础。

2024年5月3日，我国“嫦娥”六号探测器由“长征”五号遥八运载火箭在文昌航天发射场成功发射。2024年6月2日，着陆器和上升器组合体成功降落于月球背面，并在随后的约48h内，通过钻取采样和表取采样，采集了1935.3g的月球背面样品。2024年6月25日，返回器携带月球背面样品在内蒙古自治区四子王旗预定区域成功着陆。“嫦娥”六号任务实现了人类历史上首次月球背面采样返回，标志着我国在建设航天强国和科技强国的道路上又迈出了重要一步，树立了国际月球探测领域新的里程碑。图1为由“嫦娥”六号携带的月面自主智能微小机器人拍摄的“嫦娥”六号着陆器和上升器。目前，首批“嫦娥”六号月球采样样品已完成准备工作，并已面向国内开放科研申请。

图1 “嫦娥”六号着陆器和上升器

2.国际月球探测热潮再起，美国公司缔造商业深空探测新里程碑

2024年，全球共进行了3次月球着陆任务。其中，2024年1月19日，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的“月球勘测智能着陆器”（SLIM）在经过数月的飞行后成功着陆月球，使日本成为继苏联、美国、中国和印度之后第五个实现月球软着陆的国家。由于2个主引擎中的一个点火延迟，SLIM以颠倒的姿态着陆于月球表面，但其实际着陆点与预设着陆点的偏差仅为百米级，创下了当前世界范围内登月位置精度的最高纪录。最终，SLIM成功度过了3个月夜并持续运行，超出了预期目标。

在美国国家航空航天局（NASA）的商业月球有效载荷服务（CLPS）计划的支持下，2024年1月8日，美国商业公司太空机器人的月球着陆器“游隼”发射升空。然而，由于压力氦气控制阀发生故障，导致推进剂泄露，使其无法实现月球软着陆，最终只能选择再入地球大气层，任务宣告失败。CLPS计划的发射旨在以更频繁的方式向月球运送科学载荷和货物，以支持该机构的“阿尔忒弥斯”计划。

2024年2月23日，CLPS计划的第二次发射——美国直觉机器公司的IM-1任务（“奥德修斯”着陆器）成功着陆月球，成为历史上首个软着陆于月球表面的商业探测器，也是自1972年12月“阿波罗”17着陆器登陆月球以来，美国首个着陆月球的探测器。然而，由于激光测距仪出现问题，“奥德修斯”的着陆速度大于预期，部分着陆腿在着陆过程中受损，导致航天器整体侧翻。尽管如此，“奥德修斯”仍在月球表面成功运行了7个地球日。

从国际月球探测任务的成功率来看，深空探测仍然是一个高风险领域。即便是拥有深厚探测基础和丰富经验的美国，在开展月球探测方面依然面临诸多不确定性。然而，随着商业航天的快速发展，国际月球探测任务正呈现出小型化、高频次的发展趋势。这类任务成本较低，开发周期较短，尽管目前可靠性仍有待提高，但通过快速迭代，可以迅速成熟。此外，这些任务还能积累一批关键技术，为未来“航班化”的月面投送奠定基础，展现出未来月球探测竞争的新态势。

3.美国“阿尔忒弥斯”计划再度延期，合作签署国数量已突破50个

2024年12月，NASA宣布，已查明“阿尔忒弥斯”1任务中“猎户座”飞船隔热罩出现侵蚀问题的原因，并决定推迟“阿尔忒弥斯”2和3任务的发射时间。根据调整后的计划，“阿尔忒弥斯”2任务将于2026年4月实施，届时4名来自美国和加拿大的航天员将搭乘“猎户座”飞船执行首次载人绕月飞行任务。而“阿尔忒弥斯”3任务则计划于2027年年中使用美国太空探索技术公司（SpaceX）的“星舰”飞船，执行首次载人登月任务。

与此同时，美国持续拓展“阿尔忒弥斯”计划的国际合作联盟。截至2024年12月底，又有19个国家和地区签署了《阿尔忒弥斯协定》，使签署该协定的合作国家和地区总数增至52个。

（二）行星探测

1.“欧罗巴快船”木卫二探测器成功发射，开启冰卫星生命迹象与宜居性探索新篇章

2024年10月14日，NASA的“欧罗巴快船”木卫二探测器搭载SpaceX的“猎鹰重型”火箭，在肯尼迪航天中心成功发射，开启了为期近6年的太空飞行之旅（见图2）。该探测器配备了9台科学仪器和1个引力科学实验装置，将对木星进行环绕探测，并首次对木卫二展开详细勘察。通过多次近距离飞越，探测器将对木卫二的冰下海洋、冰层以及水蒸气等目标进行深入探测，进而研究其宜居性及潜在的生命特征。

图2 “欧罗巴快船”概念图

“欧罗巴快船”是NASA迄今为止耗资最为庞大的科学任务之一，其总生命周期成本（包括2030年抵达木星后的4年运营费用）预计高达52亿美元。该探测器尺寸为3m×1.5m×1.5m，核心组件包括电子模块、推进模块和无线电通信模块。展开后的太阳翼尺寸可达30.5m×5.27m。预计该探测器将在2025年2月完成火星借力飞行，并在2026年12月完成地球借力飞行，最终计划于2030年4月抵达木星附近。

作为NASA行星科学十年探测计划中的核心任务之一，“欧罗巴快船”任务彰显了NASA在深空探测领域的多元化布局，显示出其对目标天体探测范围的不断拓展，以及任务目标的日益丰富。同时，探索冰卫星上的生命迹象及其宜居性正逐渐成为新的研究趋势。2024年4月，NASA批准了“蜻蜓”（Dragonfly）核动力旋翼机探测任务，该任务旨在探索土星最大的卫星——土卫六（Titan），计划于2034年抵达目标，探寻土卫六上与地球早期相似的生物化学过程。此外，ESA也宣布可能在2040年初使用“阿里安”6型运载火箭发射土卫二探测任务，重点关注其冰下海洋中可能存在的宜居性线索。

2.美欧联合火星取样返回任务架构调整，警示重大任务进度与风险管控的重要性

2024年3月，在火星采样返回任务（MSR）第二次独立审查发现的问题未得到及时解决的情况下，NASA发布了2025财年预算，其中，MSR经费被表述为“待定”。此举引发了美国政界与学界对MSR的广泛讨论。迫于压力，NASA于2024年4月向业界征集MSR的替代方案，旨在实现更快速、更经济的火星取样返回。2024年10月，NASA公布了12项入围提案，其中8项来自商业航天公司。2024年12月18日，美国参议院在批准NASA的2025财年预算时提出，NASA需在90天内提交MSR的最新架构方案，以及切实可行的经费与实施计划。尽管该法案最终未获通过，但它凸显了政府和领导过渡期间，NASA对关键事项的重视程度。

火星采样返回任务是一项极具挑战性的深空任务，其难度和复杂性前所未有。NASA将整个任务的管理权下放给喷气推进实验室（JPL）。然而，NASA各部门之间缺乏从属关系，JPL与欧洲各国及机构之间的沟通也不够顺畅，这导致了MSR在任务管理层面出现混乱。此外，美欧不同机构之间的工作文化差异进一步增加了任务按计划推进的难度。因此，在重大航天任务的管理方面，应实施统一管理，合理规划任务进度，并进行有效的调度和预算管理。在开展国际合作的过程中，必须始终保持独立自主的能力，并制定应急备份方案。通过准确估算和控制成本，避免大幅度的预算超支。同时，需要提高团队内部的沟通效率，确保所有相关方对项目目标和进度有清晰的理解和一致的预期。

3.ESA“赫拉”小行星探测器成功发射

2024年10月7日，ESA的“赫拉”小行星探测器搭载“猎鹰”9火箭，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射升空。“赫拉”探测任务的主要目标是造访近地小行星Didymos及其卫星Dimorphos。值得一提的是，Dimorphos是两年前NASA“双小行星重定向测试”（DART）任务的目标。DART任务通过与Dimorphos的撞击，成功改变了其围绕Didymos的轨道周期，展示了“动能撞击器”技术，用于偏转潜在危险小行星的可行性，“赫拉”旨在进一步验证该撞击技术的有效性。

4.我国“天问”二号小行星探测任务稳步推进，预计将于2025年发射升空

我国“天问”二号计划旨在通过一次任务实现对近地小行星2016HO3的伴飞、采样（包含触碰、悬停、附着）并返回，同时对主带彗星进行伴飞探测。目前，“天问”二号任务已顺利进入正样研制阶段，整器测试和各系统间的协调工作正在有序开展，计划于2025年发射升空。

（三）近地小行星防御

1.《中国首次近地小行星防御任务方案设想》发布

2024年9月5日，在第二届深空探测（天都）国际会议的主论坛上，中国正式发布了《中国首次近地小行星防御任务方案设想》。该方案深入探讨了近地小行星的潜在威胁及实施小行星防御的紧迫性，并详细介绍了中国首次近地小行星防御任务的实施方案及国际合作构想。

中国计划采用“伴飞+撞击+伴飞”的创新模式，通过探测器和撞击器的协同工作来实现任务目标。在任务执行过程中，撞击器将对目标小行星实施动能撞击，而探测器则对整个撞击过程进行全程监测，并在撞击完成后继续进行撞击效果的评估和进一步的科学探测。通过这一任务，中国将实现“动能撞击+天基评估”的双重目标。

近地小行星防御是关乎人类命运的重大课题，提升全球联合监测、预警和防御能力是全人类共同的责任。为此，中国向国际伙伴发出诚挚邀请，希望在联合研制、联合观测及数据共享等多个层面展开全方位合作，携手守护地球家园。

2.ESA批准“拉美西斯”小行星任务

2024年7月，ESA正式批准了“拉美西斯”（Ramses）任务，即“阿波菲斯”太空安全快速响应任务。该任务计划赶在2029年4月小行星“阿波菲斯”接近地球之前对其进行探测。届时，航天器将对“阿波菲斯”的形状、表面特征、运行轨道、自转及方向展开详细调查，以深入了解其组成成分和内部结构等关键特征。

二、

深空探测领域科学发现

（一）“嫦娥”五号、六号月球样品研究持续推动月球科研新突破

截至2024年11月22日第八批申请截止日，国家航天局已向国内131个研究团队发放了7批次共计85.48g的“嫦娥”五号科研样品。多个领域的研究成果已达70余项，并在国内外重要学术期刊上发表。其中，在“首次发现月壤矿物中的‘分子水’，以及通过火山玻璃珠定年揭示月球在12亿年前仍有岩浆活动”等方面取得了重大突破，再次刷新了人们对月球演化的认知。

与此同时，我国科学家对“嫦娥”六号采集的月球背面样品进行了详尽的同位素地球化学研究，首次揭示月球背面约28亿年前仍存在年轻的岩浆活动，且这一活动至少持续了14亿年。这一发现填补了月球玄武岩（KREEP）样品在该时期的记录空白，为理解月球演化提供了关键科学依据。相关研究还表明，月海玄武岩的分布不仅受月壳厚度的影响，月幔源区的物质组成也是一个重要的控制因素。这些研究为厘清月球正面和背面物质组成的差异、破解月球二分性之谜提供了新的视角。图3展示了“嫦娥”六号获得的月球背面样品中记录的两期玄武质火山活动及其月幔源区性质的示意图。

图3 月球背面样品中两期玄武质火山活动及其月幔源区性质示意

（二）中、美、欧探测器携手观测火星空间天气事件

我国科学家利用“天问”一号环绕器搭载的高能粒子探测器（MEPA），对之前探测到的一次高强度太阳高能粒子事件（SPE）进行了深入分析。该事件同时被ESA的微量气体轨道飞行器（TGO）、NASA的火星大气与挥发物演化轨道器（MAVEN）及火星表面的“好奇”火星车（MSL）共同探测到。这项研究成功重构了火星空间太阳高能粒子事件的完整质子能谱，不仅深化了人类对火星空间辐射环境的认识，也凸显了在火星进行持续和协同辐射监测的重要性。图4展示了火星处太阳高能粒子事件的联合探测情况。

图4 火星处太阳高能粒子事件的联合探测

（三）多个探测器的研究结果持续深化对火星宜居性演变的认知

我国科学家利用“祝融”探测数据，进一步测定了火星北部乌托邦平原区域岩石沉积物的年代和物质组成，推断该区域曾存在大量液态水。与此同时，美国“好奇”火星车在盖迪兹山谷发现的纯硫晶体，揭示了火星可能经历的极端地质和化学条件，为其早期环境的潜在宜居性提供了重要线索。“毅力”火星车在杰泽罗陨石坑对火山活动和岩石特征的分析，则加深了人们对火星表面地质演化的理解。此外，研究人员重新分析了“洞察”火星车的火震数据，并提出了基于这些数据的最优解释，推测火星地壳中可能蕴藏液态水层。研究结果表明，在火星11.5~20.0km深处的火成岩裂缝中可能存在大量液态水，这些水足以覆盖整个星球，形成1~2m深的水层。尽管这一深度的地下水难以获取，但其存在为研究火星潜在地下生态圈及生命演化提供了全新的视角。

（四）新老探测器携手共进，推动行星科学研究持续迈向新高度

2024年，全球第二艘水星探测器“贝皮-科伦坡”完成了第五次飞越水星的探测任务。尽管尚未进入环水星轨道，但其搭载的水星辐射计和热红外光谱仪已成功开机运行，并获取了水星的中红外遥感图像。这些图像清晰展示了水星表面在中红外光谱下的明暗分布，为科研人员解析水星表面物质成分提供了关键数据支持。通过与计算机建模相结合，研究人员对探测器上的水星等离子体粒子实验（MPPE）仪器套件所采集的粒子数据进行了深入分析，从而确定了粒子的来源及磁层的特征。

与此同时，美国科研人员对“麦哲伦”探测器于1990年和1992年传回的金星雷达数据进行了研究。结果显示，在后期数据中，某些路径上的雷达信号强度出现了显著增强。研究人员推测，这些变化可能表明金星表面形成了新的岩石，而这种现象极有可能是火山活动在1990—1992年间凝固的结果。这一发现为理解金星的岩浆活动及其热演化过程提供了重要的科学依据。

此外，“朱诺”探测器的高精度双频多普勒数据还揭示了木卫一火山活动的核心机制。研究发现，木卫一内部的潮汐力摩擦产生了大量热量，导致部分区域融化。这些热量引发了火山喷发，但数据显示并未形成一个浅层的岩浆洋。此项研究进一步深化了对小型天体热演化过程的认识。

（五）太空望远镜持续拓展人类对宇宙的认知边界

2024年，太空望远镜在宇宙起源与演化、恒星演化及系外宜居行星观测领域取得了重大突破，具体表现在以下3个方面：

（1）通过“哈勃”望远镜与“詹姆斯•韦伯”望远镜的协同精确测量，研究人员发现，除测量误差外，尚有其他因素影响着宇宙的膨胀速度。这一发现为未来破解宇宙膨胀之谜奠定了重要基础。

（2）“詹姆斯•韦伯”望远镜观测到的双极喷流排列，有力地证实了现有的恒星形成理论。

（3）“詹姆斯•韦伯”望远镜对炽热且高辐射的系外行星55Cancri e的观测显示，该行星可能拥有富含二氧化碳或一氧化碳的大气层。这一结果是目前关于太阳系外岩石行星存在大气层的最佳证据。图5展示了“詹姆斯•韦伯”望远镜的中红外仪器捕捉到的7.5~11.8μm的光变曲线，揭示了热量从55Cancri e的白天向夜晚扩散的现象，这可能是由富含挥发物的大气层造成的。

图5 “詹姆斯•韦伯”望远镜捕捉到的7.5~11.8μm 的光变曲线

三、

国际深空探测的政策规划与国际合作

（一）战略规划

1.NASA调整“从月球到火星”战略架构，发布《拓展火星科学视野：可持续火星科学计划》

2024年，NASA对“从月球到火星”战略架构进行了多项调整与更新，其中包括对架构定义文件的修订，重点完善了决策路线图内容，以优先推动面向月球和火星任务所需的新型材料、电推进等新技术的研发。此外，文件中还新增了月球表面货物着陆器和初始月球表面栖息地2项关键元素，为月球任务提供必要保障，并为航天员在月面的长期驻留奠定基础设施，支持月球基地的长期建设。与此同时，NASA还发布了12份白皮书，涵盖《月面货物运输》《火表动力技术决策》《架构驱动的技术差距》等主题，从科学、技术、国际合作等多个维度对架构进行补充，为其提供更全面的战略指导和决策依据。

2024年底，NASA发布了《拓展火星科学视野：可持续火星科学计划》（2024—2044规划）。该计划承接了《NASA战略计划》（2022年）、《科学战略》（2023年）、《起源、世界和生命：2023—2032年行星科学和天体生物学十年战略》及《火星探测计划》（2021年）等多份战略规划文件，是对“从月球到火星”战略的重要补充。该计划明确了未来20年火星探测的三大科学主题：探索火星生命潜力、支持载人探火及揭示火星动态行星系统的奥秘。文件详细规划了具体的任务措施，为未来20年的火星探测计划提供了战略指导，重点包括引入商业航天力量以降低任务成本、建设火星中继网络，以及通过数据基础设施进行数据可视化与分析。此外，还针对火星任务开发了进入、下降和着陆（EDL）、地面与空中机动性、钻取与样品处理、通信等相关技术。通过推进月球和火星探测计划，美国旨在展示其航天实力和技术优势，巩固其在全球航天领域的领先地位，保持对其他国家和地区的竞争优势，并通过主导国际合作方向和规则制定，提升其国际影响力。

2.美国白宫发布地月科学技术行动计划，确立月球标准时间相关政策

2024年4月2日和12月18日，美国白宫科技政策办公室（OSTP）分别发布了两份政策备忘录，旨在确立一套兼容性强、高精度、抗干扰且可扩展至其他天体的月球标准时间（LTC）。该计划将通过NASA与商务部、国防部、国务院、交通运输部协调推进，将月球标准时间纳入“从月球到火星”的整体架构中。根据备忘录要求，相关构建方法需在2024年12月31日前提交至美国白宫科技政策办公室，而月球标准时间的最终策略则需在2026年12月31日前提交至总统执行办公室。此外，美国计划依托“阿尔忒弥斯”计划，将该标准确立为国际标准。12月18日，美国白宫科技政策办公室还发布了《国家地月科学技术行动计划》，针对《国家地月科学技术战略》提出的4个战略目标进行行动方案的细化落实，包括推进地月空间科学、发展基础技术以保障地月空间安全、评估地月空间态势感知能力与需求、开发地基和天基传感器、建立地月通信和定位、导航与授时（C&PNT）基础能力、确保地月空间C&PNT架构可扩展性与互操作性等。

这3份文件是对白宫发布的《国家地月科学技术战略》的进一步落实。通过“阿尔忒弥斯”计划将美国航天领域的优势拓展至地月空间，从而在月球乃至其他天体的规则制定中占据主导地位。

3.美国军方持续发布商业航天领域相关战略

2024年4月2日和10日，美国国防部和太空军分别发布了《商业航天一体化战略》和《商业太空战略》。前者是对2022年美国发布的《国家安全战略》和《国防战略》的回应，提出了平衡性、互操作性、弹性和负责任等基本原则。通过采用商业航天技术来满足国防部的各项需求，并深化合作以实现国防部与商业航天的整合，该战略旨在推动商业航天与美国国家安全太空架构的融合，从而增强美国在太空领域的优势及应对能力。后者则强调与商业航天领域的合作，以应对太空安全问题，是国防战略在太空军方面的具体落实和细化。这两份文件与美国当前的国家安全和国防战略导向高度一致，体现了国家层面推动商业航天军事化应用发展的趋势。

总体而言，这两份文件标志着美国太空战略从传统的政府主导模式转向与商业航天深度融合的新阶段。它们旨在打破政府与商业航天之间的技术壁垒，加速太空技术的创新与应用转化，为美国的军事战略和太空安全提供新的实施路径。

4.美国国家科学院发布《2024—2033年太阳物理学十年调查规划》

2024年12月5日，美国国家科学院发布了《2024—2033年太阳物理学十年调查规划》，明确了未来十年太阳物理学的研究主题。这些主题涵盖了日地系统各组成部分之间的相互作用、构建长期稳定运行的太空实验平台，以及探索太阳和宇宙中的极端物理环境等。基于这些研究重点，规划还提出了Links任务和太阳极地轨道飞行器任务等具体建议。

5.ESA启动“月光”计划，并同日本签署扩大合作联合声明

在2024年10月举行的国际宇航大会上，ESA正式宣布启动“月光”计划，旨在建设欧洲的月球通信导航星座。11月，JAXA与ESA签署了一项扩大深空合作的联合声明，双方将在行星防御、空间科学、火星探测等多个领域展开一系列新合作。具体合作内容包括：加快ESA的“拉美西斯”任务对小行星“阿波菲斯”的研究；于2030年合作开发小型火星着陆器；基于“阿尔忒弥斯”计划开展联合月球模拟测试、协同机器人研发及月球通信导航互操作性试验；持续推进“雅典娜”新型高能天体物理先进望远镜、LiteBIRD宇宙微波背景（CMB）极化高精度测量及巨行星卫星研究等任务。此次声明旨在巩固和加强双方在航天领域的合作伙伴关系。欧洲在航天电子和探测器设计方面拥有深厚的技术积累，而日本则在小型化技术和星际通信方面具有优势。双方的合作将实现技术互补，提升深空探测能力，并增强双方在国际深空探测领域的话语权和影响力。

6.印度批准多项深空探测任务规划

2024年9月，印度总理莫迪批准了一系列重大航天任务，涉及多项深空探测任务，均出自之前提出的《2047年愿景》，其中包括：

（1）计划于2027 年拟采用两枚LVM3 火箭发射“月船”4，实施月球采样返回任务；

（2）计划于2028年3月发射金星轨道器，实施金星大气、地质和演化研究；

（3）计划开发LVM3三倍有效载荷的“下一代运载火箭”（NGLV），具有可重复使用组件和模块化绿色推进系统，在8年内开展3次试飞。

印度还计划在2040年实现载人登月，建成月球轨道空间站。在功能上，除搭载航天员外，还作为科学研究中心与未来太空任务基地。此外，印度空间研究组织（ISRO）仍在寻求与于日本联合开展“月船”5月球南极任务的批准。

7.韩国成立宇宙航空厅，推动航天项目整合发展

2024年5月27日，韩国正式成立韩国宇宙航空厅（KASA），旨在将韩国打造成全球航天强国。为此，韩国政府出台了《2024年航天发展促进行动计划》，明确了五大核心任务：空间探索、空间运输、航天工业、空间安全及空间科学。韩国宇宙航空厅计划重点发展可重复使用的运载火箭、国产全球定位系统及商业火箭发动机，并设定了具体目标：于2032年将着陆器送上月球，并在2045年前实现载人登陆火星。韩国这一系列举措旨在推动技术创新与产业升级，引导资源向航天领域倾斜，促进航天制造、卫星应用等相关产业的协同发展，从而全面提升韩国的航天技术水平，增强其在国际太空领域的竞争力与影响力，并深化国际合作。

（二）国际合作

1.持续深化国际合作，积极邀请更多国际伙伴参与国际月球科研站的建设

自我国探月工程实施20年以来，与世界各国不断深化国际合作，拓展人类认知，增进人类福祉，推动人类文明进步。我国“嫦娥”六号搭载了ESA月表负离子分析仪、法国氡气探测仪、意大利激光角反射器及巴基斯坦立方星，为国际合作提供了开放平台。“嫦娥”七号和“嫦娥”八号也积极开展国际合作，为全球伙伴创造更多机遇。“嫦娥”七号已遴选出埃及、巴林、意大利、俄罗斯、瑞士、泰国及国际月球天文台协会等7个国家和国际组织的6台科学载荷，目前均已进入研制阶段；“嫦娥”八号则征集到来自13个国家和国际组织的34份合作意向书，并结合国际合作需求、设计约束及场景协同，创新性地提出了“1+1+2+N”的整合方案，为未来月球科研站的实施奠定了坚实的国际合作基础，进一步拓展了国际合作的广度与深度。

在2024年9月举办的第二届深空探测（天都）国际会议上，我国以“国际月球科研站-共商共建共享”为主题，向世界各国发起了六大合作倡议，热忱欢迎全球伙伴在项目的各个阶段和任务的各个层级参与国际月球科研站的研制与建设。截至2024年12月，已有17个国家和地区及40余个国际机构和国际组织与我国签署了国际合作文件。

2.各国政府间、政府与商业航天企业之间合作日益频繁

随着双边及多边合作协议的不断拓展，以及商业航天领域对政府航天项目的参与度日益加深，国际合作在各国政府之间及政府与商业航天企业之间的互动愈加频繁，呈现出跨地域、跨行业的显著特点。例如，2024年4月，NASA与日本签署了一项月球车合作协议，旨在推进人类对月球的可持续探索。根据协议，日本将负责设计、开发和运行一款加压月球车，用于载人及无人月球探测任务。NASA则将提供月球车的发射和运输服务，并为日本航天员提供2次登陆月球表面的机会。

2024年5月，NASA与ESA就“火星太空生物学计划”（ExoMars）中的“罗莎琳德-富兰克林”（Rosalind-Franklin）火星漫游车项目展开合作。NASA将在此次合作中提供美国商业发射能力，以及登陆火星所需的加热器装置和推进系统元件。

2024年6月，德国和卢森堡航天局参与了卢森堡赴日国家经济代表团的活动，与日本方面就航天领域合作进行了深入探讨，具体内容包括以下3点：（1）与日本商业航天公司ispace在月球车项目上的合作；（2）与JAXA的合作；（3）与其他政府机构间的合作。

四、

深空探测发展重点与趋势

（一）百舸争流：深空探测任务正从“大而全”迈向“小而精”

近年来，全球深空探测领域呈现蓬勃发展的态势，越来越多的国家加入这一行列，为探索深空未知领域注入了新的活力。2024年，韩国成立了宇宙航空厅，计划开发月球车和可重复使用的火箭，并计划在2032年实施月球登陆探测任务；印度2024年批准了一系列深空探测任务，规划详尽；日本则成功开展了月球勘测智能着陆器着陆任务，并计划推进火星月球探索（MMX）任务；阿拉伯联合酋长国也计划于2028年发射小行星带探测任务，对7颗小行星展开探测。

在深空探测领域的早期阶段，任务主体主要集中于中国、美国、俄罗斯、欧洲等航天大国和地区。这些国家或地区凭借其雄厚的航天实力，倾向于开展大规模、全方位的探测任务，例如美国的“阿波罗”计划及中国的探月工程等。这些任务通常涉及众多工程、技术和科学目标，具有显著的“大而全”特征。然而，随着深空探测技术的发展，这一特点正逐渐向“小而美”转变。

一方面，深空探测任务往往伴随着高成本和高复杂度，这对单一主体实施任务构成了巨大压力。另一方面，深空探测作为具有“高、精、尖”特点的前沿领域，对于那些起步较晚、资源有限的国家或地区而言，参与由航天大国主导的探测任务具有重要意义。这不仅能帮助他们引进前沿航天技术，促进相关产业发展，还能使他们参与到前沿科学研究中，提升本国科研人员的专业能力，推动物理学、天文学等学科的发展，从而提高整体科技水平，并增强在国际上的影响力和话语权。

此外，新兴国家的加入，不仅丰富了深空探测的主体构成，还推动了全球深空探测技术的交流与进步。这为构建更加稳定、多元的国际航天秩序贡献了力量，并共同推动着人类深空探测事业的持续发展。

当前，中国与美国在月球探测领域呈现出竞争态势，而深空探测领域的合作与竞争不仅顺应技术发展的潮流，也与国际政治外交格局息息相关。深空探测正逐渐成为各国开展外交互动的新纽带。在推进月球探测国际合作的过程中，相关国家不仅会考虑技术层面的因素，其自身的政治立场与外交政策同样会影响对合作对象的选择。

（二）合作共赢：深空探测迈向多探测器联合探测与多方协作研究的新阶段

随着深空探测活动日益频繁，国际深空科学研究正朝着多国协作和多探测器联合观测的模式发展，这充分体现了全球科研资源整合与合作的重要性。不同探测器可以凭借其独特的仪器和观测轨道，通过联合观测突破单一设备的局限性，从而对宇宙运行规律、类地行星的起源与演化、生命宜居性的演变等关键科学问题展开多角度的深入探测与研究。例如，火星在轨探测器的联合探测能够实现轨道器、着陆器、巡视器等多角度、多方位、多维度的协同探测，为火星的空间环境、地质演化与气候变化等核心科学问题提供更全面的信息；而天文望远镜的联合观测则可结合不同载荷的探测优势，为研究宇宙运行的基本规律提供更多约束。随着美国、欧洲、日本等国家和地区在深空探测任务上的合作不断深化，协同观测与研究正朝着打破壁垒、深度融合的方向稳步迈进。

各国依据自身优势，在探测器研发、深空通信导航等领域各展所长，从而加速了深空探测技术的迭代更新。这种多探测器联合探测和多国数据共享的策略，不仅提升了科学发现的深度和广度，也显著增强了人类对空间科学的整体理解。此外，它还能够促进国际科技合作的深化与可持续发展，代表着未来空间科学探测与研究的重要趋势。这一趋势既是各国科技实力不断增长的体现，也是国家发展战略的关键布局。

（三）异军突起：商业航天企业助力深空探测迈向产业化

随着市场持续发展，商业航天正大步迈向深空探测领域，多项具有重要意义的探索任务正有序推进。2024年实施的2次商业月球探测任务——“游隼”和“奥德修斯”对于深入了解月球、积累深空探测经验具有重要价值。与此同时，商业航天公司火箭实验室（Rocket Lab）与蓝源公司（Blue Origin）合作开展的“逃逸和等离子体加速与动力学探测器”（EscaPADE）火星探测任务，为未来的火星探索等深空活动奠定了基础。此外，NASA已选定9家美国公司，进行共计12项火星探测概念研究，为商业力量进军火星进行前瞻性布局。SpaceX提出的“火星链”计划更是雄心勃勃，计划在10~20年内实现载人登陆火星。这一计划虽然极具挑战性，但充分展现了商业航天在深空探测领域的雄心壮志，并激励着整个行业不断突破创新，攻克技术难题。

然而，在全球经济形势低迷的大背景下，商业航天企业对军方合同的依赖日益增加，双方的合作也愈发紧密。2024年，美国国防部和太空军相继发布商业航天相关战略规划，旨在全方位加强政府、军队与商业航天企业之间的合作。事实上，近年来，美国军方对新型商业航天企业的依赖程度不断加深，而波音、洛马等传统航天承包商的市场份额则逐渐下降。在低成本、高效率等优势的吸引下，美国军方正积极扶持新兴商业航天企业的发展，例如将发射合同授予火箭实验室正在研发的中重型火箭，以及基于SpaceX“星链”军事化潜力开发的“星盾”2.0版。这些举措使得商业航天企业在军方的助力下，拓展了自身的发展空间。

总而言之，商业航天企业在深空探测领域的崛起，既源于各企业自身发展的需求，也离不开各国政府对商业航天发展的政策支持与指导，同时还有军方对商业航天应用的考量。我国目前也在积极研究和探索商业航天参与深空探测的可行性。过去，我国的深空探测任务往往以“稳中求进”为导向，而随着商业航天企业的蓬勃发展，其“小、快、灵”的独特优势得以显现。这些企业凭借高效的运营机制，能够迅速、灵活地响应市场需求，并根据任务需求采用灵活的设计方案，从而大幅降低研发成本和技术门槛。这使得深空探测任务能够从传统的“大型化、长周期、单一主体”模式，向“小型化、快速响应、多元协作”的新模式转变，有效减轻政府的财政负担。可以预见，商业航天的介入将加速深空探测的发展进程，并重塑全球深空探测领域的格局。

（四）动力先行：多款新型运载火箭首飞助力未来深空探测迈向更高、更远、更深层次

2024年，全球航天领域迎来新型运载火箭发射的高峰期。各方在追求技术突破的同时，也在努力降低发射成本，其中以SpaceX的“猎鹰”9和“超重-星舰”表现尤为突出。2024年，“猎鹰”9发射次数超过130次，累计发射次数突破400次，其一级火箭的最高复用次数达到24次，最短周转时间仅为13天；而“超重-星舰”在2024年完成了4次飞行试验，并在两级火箭精确软着陆的基础上，实现了利用“筷子夹火箭”技术在一级发射塔架上回收。这项技术堪称2024年航天领域的一大亮点，彰显了强大的创新能力，将为“阿尔忒弥斯”计划及未来的火星探测方案提供有力支持。此外，联合发射联盟于2024年1月完成了“火神-半人马座”火箭的首次飞行，同年10月又进行了第二次试飞；日本新一代主力运载火箭H-3于2024年2月首次成功发射，并在2月、6月和11月实现了三连胜；ESA的“阿里安”6火箭于2024年7月完成首飞；我国“长征”十二号火箭于2024年12月完成首飞，同时多款商业航天可重复使用运载火箭正在研制中，计划于2025年完成首飞。

新型运载火箭的集中首飞将对未来深空探测的技术路径和发展方向产生深远影响。首先，随着深空探测任务规模的扩大，对运载器的运载能力提出了更高要求。运载能力的显著提升将使更大规模、更远距离的深空探测任务成为可能，为建设月球基地、火星采样返回，以及探测木星及更远目标创造有利条件。其次，模块化设计、小型化技术和可重复使用能力的进步，将大幅降低发射成本，推动国际深空探测合作迈向更加务实的新阶段。

与此同时，随着可重复使用技术的成熟和新型推进技术的研发，未来深空探测任务将更加注重高效性、环保性和灵活性。在实现一箭多星、多轨道部署的基础上，运载火箭或将向运载探测一体化、一箭多能的方向发展。例如，除了执行常规的载荷发射任务外，火箭还可用于空间探测、技术验证、数据采集，甚至执行空间碎片清理等任务，从而实现运载技术的高度集成化、智能化和适应性。这将有效提升发射效益，为深空领域的发展和应用开辟新的可能性。

（五）数智探测、人工智能与大数据：助力人类探索深空奥秘

当前，深空探测领域正朝着数字化方向快速发展。NASA与ESA在人工智能和大数据技术的应用上已取得显著成果，推动了航天科学与工程的智能化进程。例如，2024年发射的“欧罗巴快船”任务引入了机器学习和深度学习算法，能够实时处理海量探测数据，并快速识别出具有潜在科学价值的区域。此外，该任务还通过高保真度的任务级仿真模拟技术，对探测器、地面设备和环境进行全任务周期的建模，从而辅助任务设计，提高任务可靠性。

早在2019年，NASA的科学任务理事会（SMD）就提出要提升科学界对人工智能和机器学习的认知，并投资开发必要的软件工具，利用这些自动化和智能化技术处理科学数据，以实现突破性的科学发展。科学任务理事会已通过多个计划，将自然语言处理（NLP）技术应用于研发。例如，他们与IBM公司合作开发了INDUS科学大语言模型，并基于LLaMA2.0模型开发了面向商业卫星数据采集治理的大语言模型。与此同时，ESA也开发了一套基于自然语言处理的信息提取系统。该系统能够从学术文章、技术报告、设计文档等专业文档中提取关键信息，并结合知识图谱，为用户提供查询结果，从而提升文档搜索效率和历史数据的可用性。

国际航天机构开发的人工智能应用大多聚焦于特定任务场景或功能，造成这一现象的主要原因在于航天任务需求具有碎片化特征，且任务通常涉及多个不同专业领域。在人工智能技术持续更新迭代的过程中，更容易在解决明确且单一的问题上取得突破。因此，从技术突破的角度来看，降低开发复杂度，通过明确具体应用场景，逐步验证技术的有效性是必要的。而深空探测任务的全周期会产生大量数据，这些数据具有多样性和强专业性的特点，数据标注成本高昂，使得覆盖全任务周期的数字化应用开发难度较大。然而，这并不意味着人工智能无法服务于深空探测的全流程任务需求。随着人工智能工具的深入发展及多模态数据处理能力的进一步增强，未来有望探索将单点应用整合，制定系统化的人工智能解决方案，实现从规划、执行到成果分析的深空探测全流程智能化服务。

目前，我国深空探测领域面临数据源相对分散的问题，这容易导致数据可用性和分析准确性降低，处理难度增加等问题。可以借鉴美国、欧洲等国家和地区的数据管理、发放理念与方式，从国家层面推动数据接收、处理和研究的统一规划与组织，有效降低数据管理成本，促进数据整合与深度挖掘，推动深空探测领域的跨学科研究与成果产出；支撑深空探测任务规划与设计，提升任务决策能力，从而有力推动我国深空探测领域的高质量发展。