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NASA 证实月球被太阳光照射的一面存在水分子，而此前月球上的水资源被认为主要存在于极地和没有光照射的一面。夏威夷大学马诺阿分校研究人员分析了索菲亚（SOFIA，代表 Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy）平流层红外天文台机载望远镜的数据，该望远镜的月球观测波长为 6 微米。在这个波长上，他们能探测到水分子有别于其他羟基化合物的一个光谱特征。他们发现，月球南半球高纬度地区确实存在水，浓度大概在 100ppm 到 400ppm。研究团队认为，探测到的水可能储存在月球表面的玻璃中或是晶粒之间，这些玻璃或晶粒能在恶劣环境中对水起到保护作用。
NASA 宣布，OSIRIS-REx（代表 Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer)探测器完成了在小行星 Bennu 表面的岩石样本采集任务，这是美国首次在小行星表面采集到岩石样本。 作为这项任务的合作单位，洛克希德·马丁公司的科研人员 20日 向OSIRIS-REx 探测器发送指令，随后它开始以大约每小时 0.2 英里的速度向 Bennu 飞去。探测器穿过小行星上空狭窄的空间，避开了巨石，之后在名为“南丁格尔”的陨石坑上方悬停。探测器展开机械臂，短暂地与小行星表面接触。它还喷出加压氮气以吸入小行星表面的泥土和砾石。采样工作持续了 5 到 10 秒后，它迅速上升飞离。预计探测器在 2023 年能将样本送返地球。
英国华威大学的研究人员利用 AI 从 NASA 的旧数据里识别出 50 颗新行星。研究报告发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》期刊上。华威大学的天文学家和计算机科学家构建了一个机器学习算法，用 NASA 开普勒太空望远镜收集的数据进行训练，一旦算法学会区分真实行星和假阳性，他们将其用于分析尚未证实的旧数据集，识别了 50 颗新的系外行星。这些行星最大的和海王星一样大，最小的比地球还要小，公转周期从 200 天到一天。
NASA 将重新检查它对宇宙天体的命名方式。它目前起的诸如“爱斯基摩星云”或“暹罗双子星系”之类的绰号需要进行改变。NASA 称，随着科学界致力于识别和解决各个方面的系统性歧视和不平等，显然某些宇宙天体的绰号不只是不敏感的，实际上还是有害的。NASA 将不再用 “爱斯基摩星云”这样的名字指代行星状星云 NGC 2392。爱斯基摩被广泛视为有着种族主义背景的殖民地时代术语，绝大多数官方文档已经不再使用它。NASA 副局长 Thomas Zurbuchen 说，科学是服务于每一个人的，NASA 工作的每一方面都需要反映这一价值。
NASA 宣布，詹姆斯韦伯太空望远镜的目标发射日期定为 2021 年 10 月 31 日，比上一次设定的 3 月发射推迟了 7 个月。NASA 科学家在电话会议上解释说，延期的主要原因是疫情。NASA 雇员和望远镜主承包商诺斯罗普格鲁曼公司都因疫情失去了大量的工作时间，最新制定的日期考虑了病毒还可能导致工作时间减少的因素。虽然如此，NASA 对最新的发射日期非常有信心，称不预期会在 10 月 31 日后发射。韦伯太空望远镜将使用 ESA 的 Ariane 5 火箭发射，地点是在法属圭亚那的太空港，
俄航天局长接受采访评价了 NASA 2024 年重返月球的登月项目阿尔忒弥斯（Artemis），表示俄罗斯没有兴趣参与此类项目。他此前曾指出美国选择 2024 年登月是出于政治理由，将美国在月球表面建立可维持探索项目比作美国人入侵阿富汗和伊拉克。Rogozin 称，阿尔忒弥斯更多是一个政治项目，通过月球项目，美国摆脱了国际空间站项目所形成的合作和相互支持原则，美国认为他们的计划不是国际性的，而是类似北约这样的联盟。NASA 正与俄罗斯讨论为 Lunar Gateway 建造气阀，但距离达成协议还很遥远。俄航天局长在采访中谈论了更多与中国的太空合作，表示中俄关系非常好。
NASA 被迫再次推迟了毅力号（Perseverance）火星漫游车的发射时间。这是第三次推迟，NASA 没有提供确切的发射时间，只是宣布不早于 7 月 31 日。如果火星漫游车不能在 8 月中旬前发射，它将错过地球和火星之间的轨道会合。最新的问题与 Atlas V 火箭有关，在预发射测试中火箭上面级出现了故障，NASA 团队需要更多时间调查和评估。毅力号的发射窗口是在 7 月 17 日到 8 月 11 日之间，利用轨道会合漫游车将能在六个月内抵达火星。但因为多个问题 NASA 先后将发射日期从 7 月 17 日推迟到 7 月 20 日，然后又推迟到 7 月 22 日，现在则是不早于 7 月 31 日。
SpaceX 的 Crew Dragon 飞船成功将 NASA 宇航员送入太空。飞船内的控制面板使用了令人耳目一新的触摸屏（宇航员称屏幕下有物理按钮可在触摸屏失效时使用），宇航员的太空服也与传统太空服有明显差异，手套有触屏功能，有一根像“脐带” 似的缆线可以跟座椅连接，作为通讯和输送可呼吸空气的管道。Dragon 飞船和 Falcon 9 火箭都广泛使用定制版的 Linux 系统，飞行软件使用 C/C++ 编写，飞船内的图形显示应用是基于 Chromium/JS。
历史上第一次，NASA 宇航员搭载商用载人飞船从美国领土上发射到国际空间站。美国东部夏令时周六下午 3:22 p.m. 宇航员 Robert Behnken 和 Douglas Hurley 搭乘 SpaceX Crew Dragon 飞船从佛罗里达的肯尼迪太空中心升空。这次任务代号 SpaceX Demo-2，是 Crew Dragon 飞船的第二次太空飞行测试，第一次载人飞行测试，将为其定期载人发射认证铺平道路。飞船计划在周日上午 10:29 对接国际空间站。成功对接之后，宇航员将登上国际空间站，成为 Expedition 63 机组成员之一。
NASA 正在研发的下一代天文望远镜 Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST)将以该机构第一任天文学部主任 Nancy Grace Roman 的名字命名。Nancy Grace Roman 天文望远镜预计在 2020 年代中期发射，它将调查宇宙扩张背后的力、系外行星等天文学领域的问题。Nancy Grace Roman 被誉为是哈勃天文望远镜之“母”，她在 2018 年去世。NASA 局长 Jim Bridenstine 称赞她的领导力和远见让 NASA 成为天体物理学的先行者，发射了世界最强大最有成效的天文望远镜哈勃，除了她没有其它名字能适合 WFIRST 了。
本周四和周五，NASA 与 SpaceX 和国际合作伙伴的高级管理人员举行会议评估了即将进行的载人太空飞行的各个方面。周五下午，NASA 副局长 Steve Jurczyk 宣布无大问题，SpaceX 已经做好了发射准备。SpaceX 的首次载人太空飞行计划在 5 月 27 日周三美国东部时间 4:33pm (20:33 UTC) 发射，它的载人飞船 Crew Dragon 将把宇航员 Doug Hurley 和 Bob Behnken 送到国际空间站。SpaceX 的 Falcon 9 火箭将在周五和周六执行静态点火测试，宇航员将执行一次彩排。目前对于发射最大的问题可能将是当地天气。
5 月 27 日，自 2011 年航天飞机退役以来 NASA 将首次在美国的领土上使用美国制造的火箭将美国宇航员送往国际空间站。宇航员搭乘的不是 NASA 的火箭和飞船，而是私人太空公司 SpaceX 的 Dragon 2 飞船和 Falcon 9 火箭。过去十年，SpaceX 成为了太空发射市场的佼佼者，处理了三分之二的 NASA 发射任务，其 6200 万美元的发射费用是竞争对手联合发射联盟 ULA 的大约一半。对于 SpaceX 日益增长的实力，研究人员认为效益和风险并存。通过可重复使用它降低了太空飞行的成本，为 NASA 节省了费用。但作为一家热衷冒险的硅谷公司，SpaceX 忽视了其技术可能带来的问题。有人担心它可能危及 NASA 注重安全的文化。
科学家通过分析开普勒太空望远镜收集的数据发现了一颗位于宜居带的类地卫星。开普勒在 2018 年退役，之前用计算机算法对数据进行的搜寻没有将其识别出来，研究人员重新评估了数据，识别出编号为 Kepler-1649c 的类地行星，它是至今开普勒发现的大小和温度与地球最为相似的行星。Kepler-1649c 距离地球 300 光年，大小为地球的 1.06 倍，从母星获得的能量相当于地球从太阳获得的 75%，其表面温度可能类似于地球。但与地球不同的是，它的母星是一颗红矮星，红矮星会经常释放耀斑，对行星上的任何潜在生命来说这是极富有挑战性的环境。科学家对 Kepler-1649c 的其它信息所知不多，比如大气层，而大气层会影响到表面温度。
我们已经以 30 米或更高的分辨率测绘了火星和月球，卫星每天都在测绘地球陆地，但对于海洋这个地球最重要的生态系统，我们却对它没有详细的了解。2012 年我们只测绘了 5% 的海床，2020 年这个数字提高到了 6%。和陆地的热带雨林类似，珊瑚礁是许许多多水中物种的居住之地，在向提供人类食物和帮助海岸免遭飓风上起着重要作用，但对珊瑚礁的测绘很糟，部分原因是很难看清水下的珊瑚礁。对珊瑚礁进行分类和测绘如果靠人工的话是难以负担得起的，因此 NASA 科学家计划使用超级计算机对其进行自动分类。但超级计算机的机器学习算法需要人类的帮助才能更好的完成任务。这就是游戏 NeMO-Net 的设计目的。这个游戏目前只支持苹果的平台。
NASA 负责科学任务委员会的副局长 Thomas Zurbuchen 宣布火星漫游车 Mars 2020 正式命名为“毅力号（Perseverance）”。毅力号由弗吉尼亚州 Lake Braddock 中学七年级学生 Alexander Mather 提名，Zurbuchen 称 Alex 的提名捕捉到了探索的精神，在克服了许许多多障碍之后我们才走到今天，Alex 与其同学将是阿耳特弥斯一代（新载人登月任务代号为阿耳特弥斯），将是登陆火星的一代，鼓舞振奋的工作总是需要毅力的。NASA 的火星漫游车包括了 1997 年的探路者，2004 年的精神号和机遇号，2012 年的好奇号。毅力号计划在今年晚些时候发射，将于 2021 年 2 月 18 日登陆火星 Jezero 陨石坑。 Alexander Mather 两年前还是一位游戏玩家，2018 年参观 Space Camp 目睹土星五号火箭后开始成为太空的狂热爱好者。
2024 年登月计划阿耳特弥斯如果要实现，NASA 估计在现有的预算基础上它需要未来四年增加拨款 350 亿美元。白宫刚刚向国会递交了 2021 年预算请求，大幅削减了多个部门的科研预算，而 NASA 的预算则增加了 12% 至 252 亿美元， 其中载人系统 Human Landing System 的预算增加最多，达到了 33.7 亿美元。如果国会支持这一方案，这将是自阿波罗项目以来美国首次资助月球登陆器。目前不清楚美国国会会如何对这一预算请求做出反应。
NASA 载人登月的日期定在 2024 年，很多专家都认为这不切实际。自 1972 年以来，人类就没有再重返月球，而 NASA 登月的发射载具以及其它配套系统至今还没有完成研制和接受检验，它如何能在四年内就能准备就绪？美国国会议员询问 NASA 官员对这个时间表究竟有多大的信心，结果 NASA 官员都拍胸膛表示肯定能完成。前 NASA 副局长、非盈利组织 Earthrise Alliance 的 CEO Lori Garver 不认为到 2024 年会有人类登上月球，自阿波罗以来就没有对大型太空项目设定最后期限。他认为就像皇帝的新衣，人们不想承认做不到。专家认为这个期限带有政治目的。