本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
从人类首次尝试（尽管存在缺陷）登陆彗星表面，到备受赞誉的发现（以及鲜为人知的怀疑）原始引力波，2014 年在太空科学和物理学领域带来了一些历史性的成功和失败。以下是我从今年评选出的十大故事，并展望未来可能会发生什么。
1. 菲莱着陆器登陆彗星
地球大气层以外最重大的事件无疑是欧洲航天局历时十年的罗塞塔任务在 11 月份的壮观高潮，当时菲莱着陆器在 67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星上着陆。唉，菲莱着陆器并没有成功着陆——相反，它弹跳到一个阴暗的裂缝中，由于阳光不足，它的太阳能电池耗尽了电量。但在进入休眠状态之前，着陆器设法完成了一些 令人印象深刻的科学研究。如果运气好并且足够聪明，任务科学家可能会在明年彗星更靠近太阳时，重新唤醒菲莱。
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2. 好奇号在火星上发现甲烷
美国宇航局的好奇号探测车，其任务是寻找火星上过去适宜居住和存在生命的迹象，但它可能反而发现了更有趣的东西：当前存在生命的证据。科学家在 12 月宣布，探测车定期探测到 神秘的甲烷尖峰，也称为天然气，在稀薄的火星空气中飘荡。这种气体可以通过非生物途径产生，但在地球上，甲烷主要由生命产生——特别是被称为“产甲烷菌”的一类细菌——这表明火星可能存在释放甲烷的微生物。现在断言还为时过早，但好奇号和未来的机器人探测器，例如欧洲的火星太空生物学计划探测器和美国宇航局的火星 2020 探测车，将致力于解开这个谜团。
3. 宇宙学家瞥见来自宇宙大爆炸的引力波——或者仅仅是一些银河尘埃
3 月，BICEP2 实验的研究人员表示，他们在宇宙中最古老的光——宇宙微波背景 (CMB) 中发现了引力波的迹象。这一宣布引发了人们对未来诺贝尔奖的猜测，因为这些观测结果将为“暴胀”宇宙学理论提供关键证据，该理论认为宇宙在大爆炸后不久经历了膨胀率的大幅增加。如果宇宙早期暴胀是真实的，它将产生引力波，在 CMB 上留下卷曲的偏振模式——正是 BICEP2 团队看到的模式。然而，随后的分析 有些令人失望：他们认为 BICEP2 观测到的偏振模式可能仅仅是由于宇宙微波背景散射到简单的星际尘埃团块上造成的。故事远未结束：下一代仪器可能会尽快在明年提供更多数据来支持或反驳 BICEP2 的结果。
4. 国家点火装置在聚变能方面取得里程碑式进展
2014 年初，从热核聚变中获得实用、公用事业规模电力的探索获得了适度的推动，当时加利福尼亚州国家点火装置 (NIF) 的科学家宣布，他们已成功地从聚变燃料丸中释放出略高于燃料丸从用于引发反应的激光脉冲中吸收的能量。尽管这是 令人印象深刻的世界第一，但这项成就仍然未达到 NIF 的主要目标“点火”，即聚变反应释放出更多的能量并能够实现自持。2009 年 2 月，当耗资 35 亿美元的装置的 192 束激光阵列 首次启动 时，点火计划于 2012 年 10 月进行，但此后多年的延期和预算削减使人们对 NIF 何时或是否能实现其主要目标产生了不确定性。
5. 美国宇航局的猎户座飞船高空飞行
美国宇航局多功能飞船猎户座的 首次试飞，旨在将宇航员送往月球、小行星，最终到达火星，取得了巨大成功。发射升空 后，猎户座飞船于 12 月乘坐强大的德尔塔 IV 重型火箭，绕地球轨道飞行了两圈，达到了 5,800 公里的最高高度——这是自 1970 年代初阿波罗任务结束以来，任何载人航天器所达到的最高高度。如此高度对于测试猎户座电子设备在地球环绕的范艾伦辐射带中遇到的辐射的强度，以及证明猎户座隔热罩的韧性是必要的，隔热罩必须承受 从深空目的地返回时重返地球大气层的极端温度。
6. 开普勒望远镜在一天内将已知系外行星的数量增加了一倍
美国宇航局的行星搜寻太空望远镜开普勒于 2013 年 5 月结束了其主要任务，但发现仍在不断涌现。2 月 26 日，研究人员宣布，他们通过梳理开普勒前两年的观测数据档案，发现了 715 颗新的系外行星，几乎翻了一番 我们太阳系以外已确认的世界总数。大多数新行星都比海王星小，其中四颗小于地球大小的 2.5 倍，这表明天文学家即将大量发现地球大小的世界。开普勒的扩展任务，被称为 K2，最近发现了 它的第一颗行星，包括美国宇航局的凌星系外行星巡天卫星和欧洲航天局的柏拉图任务在内的几架新的太空望远镜，将在未来几年继续这项搜索。
7. 灾难袭击私人航天公司
在短短一周内发生的 两起重大事故 给“新太空”产业蒙上了一层阴影，这是一个由私营公司组成的集合，他们希望通过创新和降低成本来重振航天事业。10 月下旬，轨道科学公司运营的安塔瑞斯火箭在没有机组人员的情况下，在向国际空间站执行补给任务时，在升空几秒钟后 爆炸。几天后，维珍银河公司的太空船二号火箭飞机在试飞过程中 在空中解体，造成一名飞行员死亡，另一名飞行员重伤。对这两起事故的调查仍在进行中。尽管这两家公司似乎最终都可能恢复，但这些事故突显了太空旅行仍然是多么危险。
8. 对暗物质的搜寻升温
2014 年，世界上最大的、最雄心勃勃的三项暗物质探测实验都向前迈进，制定了重大升级计划，这提高了我们最终可能很快就能了解这种神秘物质究竟是什么的可能性。目前，研究人员只能说暗物质构成了宇宙中大部分物质，并且几乎完全通过引力来显示其存在。科学家有时可能会观察到暗物质粒子与普通物质粒子碰撞，或者目睹一对暗物质粒子相互作用并湮灭。在美国能源部和国家科学基金会的资助下，超低温暗物质搜寻-SNOLAB (SuperCDMS) 和 LZ 暗物质实验 (LZ) 将分别寻找被称为弱相互作用大质量粒子 (WIMP) 的暗物质候选者。另一项实验，轴子暗物质实验 (ADMX-Gen2)，正在寻找轴子——比 WIMP 相互作用更弱的暗物质候选者。阿尔法磁谱仪在国际空间站和其他实验中也在推进进一步的观测。可能与过去几代暗物质探测器一样，这些最新的项目一无所获。即便如此，这些零结果仍然会使我们更接近解开暗物质的宇宙学谜团。
9. 卡西尼号加深了我们对土星怪异的类地卫星土卫六的了解
自 2004 年 进入土星轨道以来，卡西尼号飞船大部分时间都用于研究土星最大的卫星土卫六，这是一个熟悉而又陌生的世界。与地球一样，土卫六在浓厚的富氮大气层下拥有陆地、海洋和河流。但土卫六比地球冷得多——如此寒冷以至于那里的冰表现得更像岩石。土卫六的海洋和河流充满了液态碳氢化合物，例如甲烷，甲烷在地球温度下是气态的。与地球一样，土卫六也有季节周期，尽管土卫六的周期持续超过七个地球年。随着土卫六北半球向太阳倾斜，北半球于 2009 年开始变暖。随着季节的变化，土卫六的天气一直在缓慢而稳定地变化，使其北部的碳氢化合物海域变暖，并导致 海浪，研究人员在 2014 年通过卡西尼号的雷达定期发现了海浪。今年，卡西尼号的雷达还 揭示 其中一些海洋深达 200 米，主要由甲烷组成，而不是先前认为的乙烷。在土卫六的南极，卡西尼号研究了 巨大的高空氰化氢云，将其形成与季节变化引起的快速冷却联系起来。卡西尼号一次又一次的新发现表明，尽管土卫六的气候寒冷，但它仍然是一个充满活力、复杂的地方——可能充满活力和复杂到足以支持某种形式的外星生命。卡西尼号的研究将于 2017 年停止，届时它将冲入土星大气层，以避免污染任何潜在的土卫六生物圈。
10. 阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列拍摄了一张婴儿行星系统的照片
阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 位于智利北部干旱山脉的高处，凭借其高分辨率射电之眼，准备揭开来自宇宙各处的新奇迹。11 月，天文学家 发布 了一张新的 ALMA 图像，展示了其前所未有的能力，这是一张令人惊叹的 类太阳恒星 HL Tau 周围圆盘的视图，距离地球约 450 光年。这张高分辨率图像，相当于 100 公里外的 1 美分硬币，揭示了恒星周围气体和尘埃中的缝隙和环，这些特征是由行星在形成过程中扫除物质而产生的。未来的 ALMA 观测可能会将分辨率提高到更高水平，有可能揭示这颗恒星和其他年轻恒星周围的行星本身。