圖片來源：NASA/JPL-Caltech
無論是關於我們所在的地球，還是數十億公里之外的宇宙深處，藉助美國航天航空局（NASA）的各種任務，科學家在過去十年中都為我們揭示了宇宙廣闊深邃的奧秘。探測器每一次大膽的登陸，都帶領著我們進入一個全新的世界，對未知星球的探索同時也碰撞出下一代空間探險的新機遇。
新年伊始，我們為你整理了NASA十年來最有意義的一些時刻，或有關對地球的研究，或有關太陽系以及更遠更深的宇宙區域；在已有的成績基礎上，NASA也將繼續尋找太空探索的下一個目的地，讓2020年代在更多重要時刻的見證中，也能熠熠生輝。
一. 地球變化多端的氣候
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
海平面上升、冰蓋縮小、氣溫增高以及極端天氣，過去十年中，這些愈演愈烈的變化持續著對我們生活的影響，對地球不斷變化氣候的研究比以往任何時候都更加重要，在2010年代，NASA和美國國家海洋與大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）率先在相應的衛星梯隊中增加了新的地球監測衛星，用以測量地球土壤的溼度以及大氣中二氧化碳的濃度。
與此同時，像Terra和Aqua之類的對地觀測衛星也將繼續開展工作，監測地球系統的各個方面，例如土地覆蓋、大氣、野火、水、雲以及冰。包括冰橋行動（Operation IceBridge）、空中雪域觀測（Airborne Snow Observatory）和海洋融化格陵蘭（Oceans Melting Greenland）在內的多個NASA飛行任務，返回了大量的地球水運動數據，讓我們對地球水循環的理解更加深入，為決策者提供了比以往任何時候都更加準確的依據。
但是，未來還有更多的工作需要完成，我們需要深入瞭解構成地球氣候的複雜系統，並進一步對現有的科學模型作出改進，讓我們在全球變暖的趨勢之下做好充足的應對準備。
想了解更多有關NASA氣候任務與科學發現，請訪問：https://climate.nasa.gov/
二. 頭頂天空中的重要時刻
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
在過去的十年中，令人歎為觀止的日食和月食景象讓所有人都有機會體驗太陽、月亮和月球探索的美妙之處。僅在剛剛過去的2019年，全球就有3次日食、2次月食。在未來的十年中，中國將會在2020年6月看到一次日環食，而全球則將上演6次日全食、7次日環食、8次日偏食與1次全環食。但是，相比之下月食的數量則會更多，給我們觀察月球、研究天體形態和激發未來的探索提供了絕佳的機會。
想了解更多有關NASA月球探索任務與科學發現，請訪問：https://moon.nasa.gov/
三. 火星任務
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
過去的十年裡，我們看到了火星這顆紅色星球完全不同的一面：發現了表明火星上或許曾經出現過古代生命的證據，對於這顆行星失去大部分大氣和地表水的原因和機制也有了更深的瞭解。
機遇號（Opportunity）探測器執行任務的時長早已超過預期的90天壽命，NASA向火星派出了體型更大、技術更先進的好奇號（Curiosity）漫遊車來接它的班，進一步探究火星支持生命存在的能力。（在全球性沙塵暴吞沒火星、阻擋了火星車保持動力所需的關鍵陽光之後，機遇號將近15年的任務在2019年被迫終止。）洞察號（InSight）著陸器於2018年登陸火星，對這顆紅色星球的內部特徵進行著探索，包括火星地震；與此同時，緊跟NASA火星大氣與揮發物演化任務軌道飛行器（MAVEN Orbiter）步伐的，還有火星勘測軌道飛行器（Mars Reconnaissance Orbiter）、2001火星奧德賽號（2001 Mars Odyssey）火星探測衛星，以及歐洲空間局（European Space Agency，ESA）和印度空間研究組織（Indian Space Research Organization）的其他任務。
火星探索的下一個十年，將隨著今年7月發射的火星2020漫遊者任務（Mars 2020 rover）的啟動而開始，火星2020的能效有了進一步提高，任務的目的在於尋找火星古代生命的跡象，並著手收集在未來某一天將要返回地球的火星樣本。
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四. 在其他的海洋世界裡，尋覓地外生命的存在
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
2010～2019這十年裡，卡西尼號（Cassini）探測器完成了它繞土星運行13年任務的後半階段，在此期間，它給我們帶來了無數有關土星、土星環和土星衛星的驚人發現，其中一些振奮人心的發現，彰顯著我們在地外生命探索方面取得的最新進展。
卡西尼號發現，在土星的衛星土衛二（Enceladus，又稱“恩克拉多斯”）冰冷外殼的裂縫中，會有間歇泉（geyser）噴發而出，這表明土衛二相應的表面之下存在著海洋。在土衛六（Titan，又稱“泰坦”）上，卡西尼號透過濃厚朦朧的大氣層，發現了類似於地球的水文循環，不同的是，在土衛六上參與循環的不是水，而是液態甲烷和乙烷。
與此同時，當哈勃空間望遠鏡（Hubble Space Telescope）在包圍木星的衛星木衛二（Europa，又稱“歐羅巴”）的冰殼中發現似乎有間歇泉噴發而出時，另一個海洋世界的證據也展現出來了。NASA目前正在研發木衛二快船（Europa Clipper），這項任務將深入探索木星這顆結冰的衛星，為我們揭示更多這個迷人世界的相關信息。
想了解更多有關NASA太陽系探索任務與科學發現，請訪問：https://solarsystem.nasa.gov/
五. 小行星、彗星還有矮行星，太厲害了！
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
對於太空中的小型物質來說，過去的十年意義非凡。在2010年，NASA的曙光號（Dawn）探測器首次抵達主小行星帶（main asteroid belt），它的小行星探測任務也就此開始。在之後的8年中，曙光號探索了小行星帶中兩個最大的星體，一個是巨型小行星灶神星（Vesta），另一個是矮行星穀神星（Ceres）。
在抵達67P/丘留莫夫－格拉西緬科彗星（67P / Churyumov-Gerasimenko）彗星的途中，ESA的羅塞塔號（Rosetta）任務（NASA對此作出了重要貢獻）在2010年飛掠過21號小行星盧蒂西亞（Luticia）。在到達目的地兩年多之後，羅塞塔號探測器戲劇性地墜毀在67P/丘留莫夫－格拉西緬科彗星上，結束了它光榮的使命。在這兩年的的時間裡，羅塞塔號測量了目標彗星的各種性質，拍攝了壯觀而驚人的彗星照片，還成功向彗星表面著陸了一個探測器菲萊號（Philae），同時也是第一個成功軟著陸於彗核（彗星的固態表面）的著陸器。
2013年，在全球科學家的熱切期待下，小行星367943 Duende來了次近地飛行，在俄羅斯的車里雅賓斯克州，這顆未被預測的小行星飛入了大氣層，給當地居民來了個意料之外的晨間“問候”，在大氣的摩擦下燃燒成一個明亮的火球，最終崩離瓦解。
來自NASA的奧西里斯王號（全稱為“太陽系起源-光譜解析-資源識別-安全保障-小行星風化層探索者”，Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer，OSIRIS-Rex）任務團隊對過去的十年作出了總結，為2020年的新一輪探測做好了準備：在新的一年中，團隊已經選出了探測器在小行星貝努（Bennu）上將要訪問並採樣的位置，最終順利將樣本帶回地球。
在2022年，NASA將發射靈神星（Psyche）任務，與一種人類此前從未近距離探索的小行星——金屬小行星——來一次會面。靈神星是一顆神秘的巨型金屬小行星，探測器的初次造訪將進一步為我們揭示行星的構成與太陽系的早期情況。
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六. 破解冥王星的秘密
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
在經歷了近十年的旅行之後，NASA的新視野號（New Horizons）探測器在2015年完成了計劃的飛掠冥王星任務，成為首個拜訪矮行星及其衛星的探測器。新視野號傳回的圖像和科學數據讓冥王星這個複雜而活躍的世界成為科學家關注的焦點，上面既存在冰海又有著山脈，還有更多等待我們探索的地方。但是，新視野號的旅程還遠遠沒有結束，飛越冥王星之後，它繼續深入到了海王星軌道之外的冰封行星體帶：柯伊伯帶（Kuiper Belt）。2019年，新視野號飛越了雪人形狀的486958 Arrokoth（原名為2014 MU69，別稱“天涯海角”）。在2020年代，新視野號將繼續探究遙遠的柯伊伯帶天體，帶我們更好地瞭解其中冰封星體的物理性質，以及這片神秘複雜的帶狀區域。
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七. 旅行者號太陽系外的星際之旅
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
1977年，兩架探測器飛離地球，前往遙遠的太陽系外圍，探索外層星系空間中的行星。在2010年代，旅行者1號（Voyager 1）和旅行者2號（Voyager 2）的首要任務已經結束了幾十年，並繼續航行離開太陽系，成為了歷史上第一批進入星際空間（interstellar space）的人造航天器，這裡的星際空間指的是不受太陽風影響的區域。旅行者號探測器預計將繼續運行到2020年代，直到燃料燃盡、動力枯竭；在此期間。它們將繼續給地球返回數據，讓我們進一步理解太陽系和星際空間的結構。
八. 探尋太陽系之外的行星
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
直到幾十年前，我們才第一次發現太陽系之外的行星，也就是系外行星（exoplanet）。多虧了開普勒空間望遠鏡（Kepler Mission），讓2010年代人類已知的系外行星的數量得以猛增。設計開普勒望遠鏡的目的，就在於尋找在宜居區域（除太陽外其他恆星周圍可能存在液態水的的區域）中運行的、與地球大小相近的行星，目前已發現了超過2600顆系外行星。其他天文臺和業餘天文學家的發現也為系外行星的數量增加作出了貢獻，現在的總量已超過4100。
近十年來最為重要的系外行星發現之一，就是斯皮策空間望遠鏡（Spitzer Space Telescope）發現TRAPPIST-1系統實際上擁有7顆系外行星，而非最初認為的3顆，並且其中有3顆位於該系統恆星的宜居區域。
開普勒已經發現了成千上萬的候選行星，等待人們確認是否為系外行星，而NASA最新的行星獵手，凌星外行星巡天衛星“苔絲”（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS）則對整個天空進行了測量，因此，2020年代有望成為系外行星科學滿載而歸的十年。除此之外，將於2021年發射的詹姆斯•韋伯空間望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）可能也不會讓我們久等，令人興奮的新發現指日可待。
九. 一片光明的黑洞研究
圖片來源：NASA/JPL-Caltech
即使遠在數百萬億光年之外，對於2010年代來說黑洞也是個令人震驚的大新聞。首先，兩個相距13億光年黑洞的碰撞，在整個宇宙中產生了規模恢弘的引力波，最終於在2015年抵達地球，被激光干涉引力波天文臺（Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory，LIGO）探測到。這是人類歷史上首次檢測到引力波，同時也驗證了愛因斯坦100年前的廣義相對論中所做的預測。
另外，在2019年4月，參與事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT）項目的一組研究人員宣佈，他們拍攝到了第一張顯示黑洞輪廓的照片。為了拍攝超大質量黑洞（位於巨橢圓星系 M87 ，即室女A星系的中心，被命名為M87 *）的歷史圖像，研究小組必須創建一個大小與地球相同的虛擬望遠鏡。除了引發全世界的關注之外，這張圖片還為科學家提供了與黑洞相關的科學概念和測量方法的新信息，而在過去，他們只能對這些理論化。
引領這些發現的革新，正在改變科學家研究黑洞本身以及黑洞與周圍空間相互作用的方式。
https://www.jpl.nasa.gov/edu/news/2019/12/30/nasas-9-most-teachable-moments-this-decade-and-beyond/
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