太阳系最早期还没有行星，只有一个由气体和尘埃组成的扩散盘围绕太阳旋转。在几百万年之内，翻腾的原始物质云在自身引力作用下坍塌，形成数百个或者数千个婴儿行星。部分星子（planetesimals）在旋转的太阳星云中聚集了更多的尘埃气体，直径增长到数百公里。一旦达到如此大小，内部放射性元素衰变产生的热量会被困住，温度升高到足以融化内部。熔体中密度较大的成分——铁和其他金属——沉降到中心，留下较轻的硅酸盐浮到表面。较轻的材料最终冷却形成围绕重金属核心的硅酸盐岩地幔。通过这种方式，大量的铁和镍合金困在星子的深处，永远无法被直接观察到。

此时太阳系虽然很大但仍然比较拥挤。在随后大约 2000 万年内，星子彼此相遇并相撞。部分星子合在一起成长为更大的原行星，最终形成了我们今天熟悉的行星。在每一次原行星碰撞中，金属内核都会受到撞击并与硅酸盐地幔物质重新混合，然后在被吸积热熔化后再度分离。一些碰撞产生的能量足以完全摧毁一颗原行星，留下碎片，这些碎片形成了现存于火星和木星轨道之间的小行星带。

有原行星可能摆脱了这两种命运。天文学家假设，一系列“打了就跑”的撞击导致天体失去了大部分地幔，只留下了少量的硅酸盐岩石和大量的金属。这些材料结合在一起，形成了一种罕见的世界。如果这个理论是正确的，最大的例子就是名为 16 Psyche 的小行星——以希腊灵魂女神 Psyche 的名字命名，16 表示它是小行星带中第 16 个被发现的成员（1852年）。

Psyche 也是 NASA 探访该小行星的任务名字，Psyche 任务将测试天文学家关于行星核心形成和组成的理论，同时探索景观与迄今为止太空探测器访问过的所有景观都不同的世界。Psych e任务计划于 2022 年 8 月启动，飞船将在三年多后到达目的地。它在那里会发现什么？天文学家认为，我们可能会看到因冻结金属收缩而形成的巨大表面断层、闪烁的绿色水晶地幔矿物悬崖、冻结的硫磺熔岩流，以及数千年来因高速撞击广阔散布在地表的金属碎片。

世界最先进最昂贵的太空望远镜韦伯（James Webb）望远镜于美国东部时间 12 月 25 日上午 7 点 20 分在法属圭亚那使用 ESA 的 Ariane 5 火箭发射升空。NASA 和 ESA 正进行直播。韦伯望远镜的最早发射日期定在 2007 年，预算为 5 亿美元，如今它的花费超过了一百亿美元，是国际空间站之后最昂贵的太空设施项目。望远镜将飞往日地之间的第二拉格朗日点，其主要使命是调查大爆炸理论的残余红外线证据（宇宙微波背景辐射），即观测今天可见宇宙的初期状态。它拥有一个总直径 6.5 米被分割成 18 面镜片的主镜。

对于世界最先进的太空望远镜，以及为之付出数十年努力的数千人来说，发令枪即将打响。经历超过四分之一世纪的规划、设计、建造和等待——以及对这台人类有史以来装配过的最复杂的太空望远镜的充分测试，庞大的韦伯（James Webb）太空望远镜计划于美国东部时间 12 月 25 日上午 7 点 20 分发射。这次发射会成为对科学的年终礼物还是对 2021 年的灾难性收尾取决于两件事：火箭在升空和接下来几周内是否顺利。为了让韦伯太空望远镜任务取得成功，它必须在进入太空的第一个月内完成一系列精心编排的复杂动作。一个小小的失误都可能危及整个任务。望远镜必须在人手无法触及的地方完成极其困难的舞蹈，急速飞向太空中一百万英里之外的一个点。NASA 副局长 Pam Melroy 在 12 月 21 日与记者的电话会议上表示：“这是一项高风险、高回报的计划。”“未来漫长的几周里还有很多困难，望远镜才能完美部署。”但风险是值得的。当韦伯睁开它 21 英寸宽的金色“眼睛”，它将改变我们对宇宙和自身的看法。这台望远镜的任务是讲述宇宙的故事，从宇宙光芒四射、撞击式诞生后的几个节拍开始直到现在的整个宇宙历史。人类现在制造出了足够强大的机器来回顾时间和空间的起源。望远镜的“眼睛”敏感到足以看到月球轨道上的大黄蜂，它将凝望原始黑暗——恒星、星系和行星都来自这里，穿透阻挡其他大望远镜视线的黑暗。

一枚 Space Launch System (SLS)重型火箭价格要多高才算太贵？要高到什么程度才会取消？据估计 SLS 单次发射成本为 15.5 亿美元。美国的航天飞机计划在其 30 年历史中总共花费了 2090 亿美元，是 NASA 自阿波罗登月计划之后最昂贵的项目，但 NASA 的 SLS 项目让航天飞机项目看起来小巫见大巫。两年前美国管理和预算办公室(OMB)的调查估计，每一次 NASA 发射新 SLS 火箭，纳税人将赌上“超过 20 亿美元”。事实证明 OMB 还是乐观了。

上周 NASA 向其 SLS 项目的主分包商诺斯罗普格鲁曼授予了一份价值 32 亿美元的合同，为用于 Artemis 登月计划的五枚 SLS 火箭制造火箭推进器。NASA 解释称，这些推进器对 Artemis 计划至关重要，为“每次 SLS 发射提供超过 75% 的推动力”，但它们确实代价不菲。每个火箭推进器将让纳税人花费——也就是诺斯罗普格鲁曼赚取超过2.9亿美元。只需花费购买一枚诺斯罗普格鲁曼推进器（每次发射完成之后就会被丢弃）的钱，NASA 就可以购买两枚完整的 SpaceX 火箭。用诺斯罗普帮助单次 SLS 发射费用，NASA 就可以完成四次猎鹰重型火箭发射任务。

NASA 宣布在历史上首次，它的 Parker 探测器触摸了太阳，穿过了太阳最外层的日冕。这一壮举具有里程碑意义，是太阳科学研究的一次飞跃，将提供无法从远距离获取的数据。Parker 太阳探测器于 2018 年发射，旨在近距离探索太阳。太阳没有类似地球的坚硬表面，但它有一个大气层，由太阳物质构成，在引力和磁力作用下被太阳束缚。Alfvén 临界面是太阳大气层和太阳风的分界线。但直到现在研究人员不确定 Alfvén 临界面的位置，此前的估计是它距离太阳表面 10 到 20 个太阳半径。Parker 探测器在多次近距离飞越太阳过程中处于 20 个太阳半径范围内。2021 年 4 月 28 日，在第八次飞越太阳过程中，Parker 探测器深入到距离太阳表面 18.8 个太阳半径，遭遇了特定的磁力和粒子条件，标志着它跨过了 Alfvén 临界面进入了太阳大气层。

NASA 宣布哈勃望远镜上的所有四个科学仪器都恢复正常工作。哈勃是在 10 月底因同步消息丢失问题而进入安全模式，之后尝试恢复但未发现新的同步消息问题。NASA 表示将修改科学仪器的软件，未来再次遭遇同步消息丢失问题之后仍然能继续工作。修改的软件将在 12 月中旬首先安装到 Cosmic Origins Spectrograph，未来几个月更新其它三个仪器。哈勃已经运行了超过 31 年，NASA 本月晚些时候准备发射詹姆斯韦伯望远镜，两个太空望远镜将在未来十年共同工作，扩大人类对宇宙的认知。

因碎片警告 NASA 推迟了一次在国际空间站外进行太空行走的计划，两周前俄罗斯在导弹试验中摧毁了一颗卫星，在轨道上产生了大量碎片。美国宇航局并没有在公告中提到俄罗斯的试验，但一名 NASA 官员在前一天警告称，由于 11 月 14 日的事件，宇航员面临的风险有所增加。这次撞击产生了数以千计的“太空垃圾”，它们现在正以大约 27,400公里/小时的速度环绕地球——比子弹速度快得多。高速运动的物体即使是微小的斑点也会破坏航天器，宇航服甚至更容易受到损害。周二大约在宇航员 Thomas Marshburn 和 Kayla Barron 准备离开空间站前五个小时，NASA 在 Twitter 上表示，此次修复天线故障的太空行走已被取消。它在推文中表示：“NASA 收到了空间站的碎片警告。由于缺乏机会正确评估它可能会给宇航员带来的风险，团队决定推迟 11 月 30 日的太空行走，直至获得更多的信息。”莫斯科表示摧毁自 1982 年以来一直在轨道上运行的 Tselina-D 卫星的试验成功，碎片没有“对太空活动构成威胁”。

俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）表示，它完成了对联盟号飞船的调查，该航天器于 2018 年与国际空间站对接时发现了一个“孔”。俄航天局对俄新社表示，它已将调查结果发送给执法人员，它没有再提供进一步的细节。在俄罗斯，此类调查的结果会发送给执法部门，以便官员决定是否提起刑事诉讼，这类似于提交起诉书。俄罗斯没有类似美国的大陪审团制度——在这种制度下，调查人员将证据交给检察官，检察官决定是否提出指控。

俄罗斯国家新闻机构塔斯社今年早些时让事态升级——公开指责 NASA 宇航员 Serena Auñón-Chancellor 在太空中患上了深静脉血栓后出现了“严重的心理危机”，因而钻了一个洞试图早点回地球。NASA 驳斥了这种说法。现在调查完成，俄罗斯官员又提出了另一个阴谋论。在俄新社的一篇报道中，该社引用报告称，Auñón-Chancellor 可能“由于与另一名机组成员的浪漫关系失败后的压力”而钻了这个孔。NASA 再次措辞强烈地表示，这些对 Auñón-Chancellor的攻击毫无根据。NASA 局长 Bill Nelson 表示：“这些攻击是虚假的，完全没有可信度。我完全支持 Serena，并力挺我们所有的宇航员。”

人类首次行星防御测试任务发射。美东时间 11 月 24 日 1 时 21 分，SpaceX猎鹰9号火箭在加利福尼亚州范登堡太空军基地执行 NASA 双小行星重定向测试（Double Asteroid Redirection Test ，DART）任务的发射。这是世界首次发射航天器撞击小行星，以期改变小行星的运行速度和路径。假如未来发现了威胁地球的小行星，让航天器撞向小行星能否有效改变其轨道？DART 任务就是设计用来撞击小行星的航天器，以此测试能否改变小行星在太空中的运动，减轻小行星撞击地球的威胁。DART 任务瞄准的双小行星系统中有两颗小行星：直径约 256 0英尺（约780米）的 Didymos，以及直径约 530 英尺（约161.5米）的 Dimorphos。其中 Didymos 是双小行星系统中的主体，绕太阳运行，由于距离地球近，它可以被地面上的望远镜观测到。较小的小行星 Dimorphos 绕着 Didymos 转。DART 会撞向双小行星系统中较小的 Dimorphos 小行星。这一双小行星系将于 2022 年秋天经过地球，天文学家可以用地面和太空望远镜观测撞击及其后果。

NASA 周一更新了耗资百亿美元的詹姆斯韦伯太空望远镜的预计发射日期，这不是一则好消息。在法属圭亚那库鲁发射场的处理操作期间发生事故后，太空望远镜“不早于”的发射日期从 12 月 18 日至少推迟至 12 月 22 日。望远镜将在库鲁发射场，搭乘欧洲航天局提供的阿丽亚娜5号火箭发射。NASA 在博文中表示：“技术人员正准备将韦伯连接到运载火箭适配器上，该适配器将韦伯望远镜固定在阿丽亚娜5号火箭上……将韦伯固定在运载火箭适配器上的夹带突然意外松动，导致望远镜产生了震动。”

NASA 本月早些时候宣布，协调工作的计时信号出现一系列问题后，哈勃太空望远镜上的科学仪器进入安全模式。虽然 NASA 仍未确定问题的原因，但它已将一台相机恢复运行，计划很快重新启用第二台相机。

NASA 同时在制定更新计划，降低所有仪器对计时信号故障的敏感度。但由于无法弄清楚问题的根源，且该问题最近没有再次出现，因此它的行动非常谨慎。

哈勃上的四大科学仪器都有自己的控制硬件；为了彼此良好配合，望远镜使用同步信号确保所有活动都在同一时间线上进行。10 月下旬，部分同步消息丢失，导致仪器进入了安全模式，意味着它们停止收集数据。问题再次出现后，这些仪器保持安全模式，控制人员则试图弄清楚发生了什么。

他们部分地重新激活了两台仪器。如果同步信号丢失问题再次出现，这将让控制人员能捕捉到它们，这将有助于诊断问题。幸运又或者不幸的是，问题没有再出现。几天后，控制人员确定受同步信息丢失影响最小的仪器是 Advanced Camera for Surveys，一台冰箱大小的仪器，对从紫外线到近红外线的波长敏感。该系统于 11 月 8 日重新启用，此后一直在运行。没有检测到进一步的同步故障。因此下周，Wide Field Camera 3 也将重新上线。摄谱仪应该会在本月晚些时候恢复。

如果问题再次出现，那么显然有机会解决潜在的问题。但问题没有再出现，哈勃团队正在考虑改变仪器的控制软件，使它们对同步消息的故障不那么敏感。显然像这样的重大变化需要仔细审查，这需要额外的时间。如果一切顺利，即使多个同步消息失败，软件也将允许哈勃继续进行科学研究。

无论如何，哈勃正在恢复科学研究，在不久的将来，它可能会恢复正常工作。而且即使潜在的问题因为过于罕见而无法诊断，该望远镜最终应该也能继续运行。

NASA 科学家在《自然》杂志上发表一篇评论，呼吁建立一个向世界报告地外生命的框架。NASA 首席科学家 James Green 及其同事写道：“我们可能是发现地球外生命证据的一代人……可能到来的特权，责任也随之而来。随着生命探测目标在空间科学领域中日益突出，开启社区对话，探讨如何在一个多样化、复杂且极有可能引起轰动的主题上传达信息很重要……”

Green 及其同事认为我们应该重新定义此类发现，不会变成在某个时刻突然向世界宣布外星人的存在。相反它应该被视作一种渐进式的努力，反映科学本身的进程。他们写道：“相反，如果我们将寻找生命的过程重新定义为一种渐进式的努力，我们传递的观察价值就是带有语境的或者是暗示性的，而不是确定性的，强调错误的开始和死胡同是健康的科学过程意料之中的组成部分。”这将涉及科学家、技术专家和媒体之间的交流，首先就生命证据的客观标准达成一致，其次就传播这些证据的最佳方式达成一致。他们表示，最好现在——在发现地外生命之前做好这些，而不是等到事到临头再手忙脚乱。

NASA 询问美国航空航天业，它如何才能最大限度地提高 Space Launch System （SLS）及相关地面系统的长期效率和可持续性。

这个问题是在 NASA 及火箭主承包商波音经过长达十余年漫长艰巨昂贵的开发过程后提出的。运送 Orion 飞船的 SLS 重型运载火箭预计在 2022 年上半年首次亮相。

在问询中，NASA 表示希望 SLS 火箭作为一项国家能力能飞行“30 年或更长时间”。此外它希望该火箭成为“可持续且可负担得起的系统，将人类和大型有效载荷运送到地月和外太空目的地。”

NASA 将其视为发射系统的“主力租户”， 并在未来十年或更长时间内每年采购一次载人飞行。它表示在适当的情况下会将大型运载火箭“推销”给其他客户，包括科学界和其他政府和非政府实体。

1970 年代，当著名的旅行者号双子飞船离开地球时，它们原定只执行为期五年的任务。如今分别距离地球 140 亿英里和 110 亿英里的旅行者1号和旅行者2号仍在不断地发送科学数据。

旅行者号双子飞船不能永远继续下去。科学家估计，飞船上最后一批仪器最迟将于 2031 年关闭——如果没有提前发生故障的话。这是为什么 NASA 想要一个替代品的原因——这一次新的星际任务一开始就将被设计为要运行很长的时间。负责设计新任务的约翰霍普金斯大学应用物理实验室的科学家认为，旅行者号的继任者将工作一个多世纪。

名为 Interstellar Probe 的新项目可能会在 2030 年代的某个时候启动。它将比现存或者可预见未来可能出现的任何人造物体都飞得更快更远。该计划准备让探测器访问太阳系外围的 130 颗已知矮行星中的一颗或多颗。有线索表明，部分冰雪世界可能形成了海洋世界。

俄罗斯宇航局负责人 Dmitry Rogozin 表示，他现在相信 SpaceX 的 Crew Dragon 载人飞船能足够安全地搭载俄宇航员，这为联盟号飞船和商用载人飞船之间交换座位的协议扫清了障碍。Rogozin 和俄宇航局的其他人曾表示，他们需要更多证据证明 Crew Dragon 飞船对俄宇航员足够安全。NASA 试图通过交换座位，在每个任务中创造至少有一名 NASA 宇航员和一名俄宇航局航员的“混合机组”。如果联盟号飞船或商用载人飞船长时间停飞，此举能确保两国都能在空间站上驻留，有能力维护各自的系统。俄宇航员最早可以搭乘 Crew Dragon 飞船的是2022 年下半年的 Crew-5 任务。NASA 宇航员下一次可以乘坐联盟号飞船也将是在 2022 年秋季，NASA 已决定不在 2022 年 3 月发射的联盟号 MS-21 上占据座位。

美国参议院拨款委员会希望 NASA 选择第二家公司建造新的月球着陆器。 SpaceNews 报道，在最初决定之后，经过反复的法律拉锯，参议院拨款委员会要求 NASA 选择第二家公司来开发载人月球着陆器。但委员会只为新要求增加了少量资金。NASA 最初决定将建造和开发月球着陆器（或称载人着陆系统，HLS）的合同授予 SpaceX，这个决定遭到了另外两家公司——Blue Origin 和 Dynetics 的强烈抗议。现在看来 Blue Origin 终究要如愿了。

拨款委员会在报告中表示，NASA 的 HLS 计划并没有资金不足，与 NASA 之前的说法正好相反。报告表示，拨款法案中拨给 NASA 248.3 亿美元，比 NASA 要求的 248 亿美元略高，还有为 HLS 增加 1 亿美元资金。 报告指出，“NASA 指责国会和本委员会缺乏支持两个 HLS 团队所需资源的说辞是空洞的。”

宇宙深处，一颗消逝恒星的平静死亡被打断了。它未能如普通恒星那样优雅地消失在漆黑的太空中，而是在很长一段时间内时断时续地闪烁。

英国 Durham 大学星系天文学研究中心的天文学家 Simone Scaringi 在一份声明中表示，这种现象“从未在其它白矮星上出现过……它似乎在不停地打开和关闭。”Scaringi 是周一发表在《Nature Astronomy》期刊上的一篇论文的主要作者。

色彩斑斓的恒星装点了我们的宇宙，它们和其他尚未出现的恒星总有一天都会消失。随着氢气慢慢减少，它们的亮度也会逐渐减弱。在生命最后阶段，它们会变成白矮星。

NASA 的 Transiting Exoplanet Survey Satellite（TESS）卫星捕捉到了这颗特殊白矮星不寻常行为。这颗垂死的恒星是一个名为 TW Pictoris 的双星系统的一部分，位于 1400 光年外。

作为世界上最昂贵的太空设施之一，NASA 如何将韦伯（James Webb）太空望远镜从美国送到法属圭亚那 Kourou 太空港？NASA 公布了两则视频，介绍了整个运输过程。韦伯望远镜预计在 12 月 18 日升空，望远镜已送到了圭亚那，发射工作进入到了最后阶段。

运输的核心是被称为 STTARS 的定制集装箱，它重 7.6 吨，高 5.5 米，宽 4.6 米，长 33.5 米，是一辆半拖挂车的两倍长。在设计、制造和测试 STTARS 过程中，工程师努力确保集装箱免受暴雨和其它环境因素的影响。太空望远镜极其敏感，运输中的物流问题也相当艰巨。望远镜首先在诺斯罗普格鲁曼位于加州 Redondo Beach 的设施内安放到 STTARS 内，运输到 Naval Weapons Station Seal Beach 的港口，为保持平稳时速只有 8-16 公里。在港口将集装箱转移到货轮 MN Colibri 上，海上运输相对来说称得上一帆风顺。货轮是从 9 月 26 日从加州出发，穿过巴拿马运河于 10 月 12 日抵达 Kourou 的 Pariacabo 港口，航程大约 9300 公里。为了减少波动，航线设计避开了波浪较大的水域。

早期宇宙的大型星系被认为为新恒星留下了大量燃料，但最近一项发现表明这并不一定正确。天文学家使用哈勃望远镜与 Atacama 大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）发现了六个被认为“死亡”的早期星系（在宇宙大爆炸后约 30 亿年）——即它们耗尽了形成恒星必需的冷氢。根据首席研究员 Kate Whitaker 的解释，这个时期正是恒星诞生的高峰阶段，所以氢元素的消失实在是个难解之谜。研究小组依靠强大的引力透镜效应发现了这些星系，即使用星系团引力造成的空间扭曲与放大观察来自早期宇宙的光。哈勃确定了过往恒星形成的位置，而 ALMA 则检测冷尘埃（氢的替代品）以揭示如果存在必要成分恒星最终会在哪里形成。星系据信从那时开始已经扩张，但并不是通过生成恒星。它们的扩张是通过与其他小星系及气体合并，此后的任何形成都是非常有限的。

NASA 计划未来十年内让国际空间站退役，转而由私营企业在轨道上建造新的空间站。如果成功，预计每年将节省超过 10 亿美元。 NASA 今年早些时候公布了新的 Commercial LEO Destinations 计划，希望向最多四家厂商授予高达 4 亿美元的总合同，用于开发私营空间站。对于 NASA 要求的回应，商业航天飞行主管 Phil McAliseter 表示已经“收到来自多家企业的约十二份提案”，McAliseter 称，“我们提出的直接入轨商业项目加自由飞行器的提案，得到了业界热烈的回应。载人航天领域已经很多年没有出现如此激动人心的重大项目了。” 目前在轨的国际空间站已服役了 20 多年，NASA 每年投入的运营成本高达 40 亿美元。该空间站获准运行至 2024 年底，最终使用寿命可能延长至 2028 年底。但 McAlister 表示，未来 NASA 希望“成为众多近地轨道站用户中的一位，而不再作为主要赞助商与基础设施支持者。”他还强调，“目前热烈的行业反应表明，我们计划在这个十年后半程中退役现有国际空间站，并向商业太空目的地项目过渡的计划不仅可靠、而且拥有旺盛的生命力。我们在开发可供人们工作、娱乐以及生活的商业太空目的地方面取得了切实进展。”NASA 目前正在评估这些提案，McAlister 确认 NASA 打算“在今年年底之前”宣布标的归属，而且“会尽可能提前”。