2020年,人類面臨了眾多前所未有的巨大挑戰(zhàn)笆搓,在超難模式下性湿,中國航天不斷創(chuàng)造奇跡,又迎來了厚積薄發(fā)的一年满败,在新型火箭首飛肤频、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、月球與深空探測與商業(yè)航天等領(lǐng)域取得了重大成就算墨。
今年是中國航天的超級2020宵荒,這些高光時(shí)刻值得銘記。
一净嘀、嫦娥五號报咳,完美完成中國航天史上最復(fù)雜任務(wù)
2004年,嫦娥探月工程正式啟動挖藏,計(jì)劃通過“繞暑刃、落、回”三步走發(fā)展戰(zhàn)略全方位研究月球膜眠。目前已有嫦娥一號岩臣、二號、三號宵膨、四號婿脸、鵲橋號、五號T1試驗(yàn)器等完成任務(wù)柄驻,完整突破了環(huán)繞和著陸兩大月球探索使命狐树,實(shí)現(xiàn)了人類首次軟著陸月球背后和巡視的壯舉。
2020年11月24日嫦娥五號發(fā)射成功鸿脓,挑戰(zhàn)月球采樣返回抑钟,時(shí)隔44年(1976年蘇聯(lián)月球24號),它將為人類再次帶回月球樣品野哭。
嫦娥五號的任務(wù)流程高度復(fù)雜在塔,是無人探月的極致
圖片來源:作者改編
嫦娥五號探測器組合體總重達(dá)8.2噸,采用軌道器/返回器/著陸器/上升器聯(lián)合的方式探測月球拨黔,是人類無人探月史上最復(fù)雜最重的探測器蛔溃。
2020年12月17日,嫦娥五號成功返回篱蝇,最終收獲了1731克樣本贺待,超過了蘇聯(lián)三次無人采樣任務(wù)采樣總重量(301克)。在經(jīng)歷了11個(gè)重大階段和關(guān)鍵步驟后零截,中國終于告別了僅有美國阿波羅登月計(jì)劃贈送的1克月球樣本的歷史麸塞,并全面掌握了無人地月往返系列技術(shù)。
不僅如此涧衙,嫦娥五號實(shí)現(xiàn)了中國航天五大首次技術(shù)突破:
1.地外天體自動采樣封裝哪工;
2.地外天體起飛并精準(zhǔn)入軌奥此;
3.月球軌道無人交會對接;
4.攜帶月球樣本高速(近11.2千米/秒的第二宇宙速度)返回地球雁比;5.建立中國月球樣品的存儲稚虎、分析和研究系統(tǒng)。
二偎捎、北斗系統(tǒng)全面建成祥绞,精準(zhǔn)時(shí)空盡在手中
2020年6月23日,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第55顆衛(wèi)星搭乘長征三號乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空鸭限。北斗系統(tǒng)蜕径,歷時(shí)26年研發(fā),經(jīng)歷了三代系統(tǒng)败京、共計(jì)發(fā)射了59顆衛(wèi)星兜喻,終于完成全部組網(wǎng)星座發(fā)射任務(wù),正式建成赡麦!
在理論上朴皆,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能無限量為用戶提供全球覆蓋、全天候泛粹、全天時(shí)的高精度定位與授時(shí)服務(wù)遂铡,事關(guān)國家安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)研究等重要領(lǐng)域晶姊,是任何一個(gè)大國必須掌握的核心競爭力扒接。
北斗系統(tǒng)采用三種軌道,重點(diǎn)服務(wù)亞太地區(qū)
圖片來源:北斗辦
整個(gè)北斗建設(shè)過程分成了三步走策略们衙,對應(yīng)北斗一號钾怔、二號和三號系統(tǒng)。其中蒙挑,一號主要為試驗(yàn)系統(tǒng)宗侦;二號為區(qū)域服務(wù)系統(tǒng);三號為最終定型的全球服務(wù)并帶有區(qū)域增強(qiáng)的系統(tǒng)忆蚀。
北斗三號系統(tǒng)的30顆衛(wèi)星包括3顆為GEO(靜止地球同步軌道)衛(wèi)星矾利,3顆為IGSO(傾斜地球同步軌道)衛(wèi)星,24顆為MEO(中遠(yuǎn)地球軌道)衛(wèi)星馋袜,是人類現(xiàn)有導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)中最獨(dú)特創(chuàng)新的設(shè)計(jì)男旗,能通過高軌衛(wèi)星導(dǎo)航和短報(bào)文功能重點(diǎn)為亞太地區(qū)提供更高質(zhì)量的服務(wù)。
三桃焕、天問一號剑肯,下一站火星捧毛!
屈原曾在長詩《天問》中發(fā)出了“九天之際观堂,安放安屬让网?”和“日月安屬,列星安陳师痕?”的曠世之問溃睹,其中“熒惑”(火星)始終是中國古人們最關(guān)心的行星之一。歷時(shí)走入現(xiàn)代胰坟,火星不僅是人類研究行星科學(xué)和太陽系演化史的核心參照因篇,也是人類未來走向深空的突破目標(biāo)。
為此笔横,中國航天正式啟動了行星探測計(jì)劃——“天問”竞滓。執(zhí)行第一站任務(wù)的就是去往火星的天問一號。2020年7月23日吹缔,天問一號搭乘長征五號遙四火箭商佑,從文昌航天發(fā)射場成功升空,開啟前往火星數(shù)億千米的旅程厢塘。
天問一號在深空中發(fā)回的中國最遠(yuǎn)自拍
圖片來源:國家航天局
它將在這次任務(wù)中挑戰(zhàn)在火星“繞”(環(huán)繞)茶没、“著”(降落軟著陸)、“巡”(移動巡視)三大工程目標(biāo)晚碾。組合體攜帶13項(xiàng)科學(xué)儀器抓半,計(jì)劃對火星進(jìn)行全方位研究,是近幾十年來人類火星探測技術(shù)復(fù)雜度之最格嘁,將打破人類探測火星新紀(jì)錄笛求。
目前,天問一號已經(jīng)完成了多次軌道修正糕簿、深空機(jī)動涣易、星上載荷和儀器測試、太空自拍等復(fù)雜操作冶伞,預(yù)計(jì)在2月10日抵達(dá)火星附近開始制動新症,將在2021年農(nóng)歷新年為14億中國人獻(xiàn)上超級新年禮物。
四响禽、高分專項(xiàng)建設(shè)收官徒爹,觀天測地明察秋毫
地球原本僅有一顆天然衛(wèi)星,進(jìn)入航天時(shí)代后芋类,人類發(fā)射了上萬顆人造衛(wèi)星隆嗅,并通過這些衛(wèi)星來了解地球的方方面面。
高分辨率對地觀測系統(tǒng)侯繁,是我國中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要提出的重大專項(xiàng)之一胖喳,主要依靠衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)贮竟、全球覆蓋的對地觀測能力丽焊。
高分一號衛(wèi)星
圖片來源:央視
2020年12月6日较剃,中國發(fā)射高分十四號衛(wèi)星,從2013年4月26日發(fā)射高分一號至今技健,中國在7年內(nèi)發(fā)射了十四個(gè)系列写穴、二十余顆衛(wèi)星組成高分衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),它們分別分布在地球靜止軌道和太陽同步軌道雌贱。
歷時(shí)七年啊送,高分衛(wèi)星專項(xiàng)系統(tǒng)建設(shè)成功收官,它們幾乎覆蓋了航天領(lǐng)域所有對地觀測方式欣孤,如可見光馋没、紅外、雷達(dá)等降传,為我國長期穩(wěn)定地獲得高分辨率全球遙感信息提供重要保障披泪,戰(zhàn)略意義明顯。
五搬瑰、長征五號B火箭款票,重載力士托起天上宮闕
運(yùn)載火箭是航天事業(yè)的基石,決定了一國航天發(fā)展的能力上限泽论,長征五號是我國目前最強(qiáng)大的重型任務(wù)運(yùn)載火箭艾少。它將長征火箭家族近地軌道運(yùn)力上限從8噸級提到25噸以上,能將東方紅五號平臺這類大型載荷發(fā)射到高軌翼悴,能執(zhí)行大型月球探測和火星探測任務(wù)等缚够,是一個(gè)通用化、系列化鹦赎、組合化的大型運(yùn)載火箭平臺谍椅。
長征五號基本型和B型運(yùn)載火箭對比圖
圖片來源:Memorian-QN
中國最重要的航天工程之一,載人航天古话,起步于1992年雏吭,2021年將迎來最為關(guān)鍵的時(shí)刻——全面建造天宮空間站。為此陪踩,長征五號要專門定制一個(gè)型號杖们,負(fù)責(zé)實(shí)施近地軌道20-25噸級重載任務(wù),這就是長征五號B運(yùn)載火箭肩狂。相較于長征五號摘完,它采取一級半的“矮胖緊實(shí)”布局,采用更大的整流罩傻谁,重點(diǎn)服務(wù)于天宮空間站核心艙和實(shí)驗(yàn)艙孝治。
2020年5月5日,長征五號B運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場成功首飛,為2021年全面開啟天宮空間站建設(shè)創(chuàng)造了條件谈飒。
六岂座、新載人飛船,突破天宮走入深空
神舟飛船是載人航天工程的功勛飛船步绸,采用三艙式(推進(jìn)艙掺逼、軌道艙和返回艙)構(gòu)型吃媒。中國航天人通過11次任務(wù)成功掌握了載人航天的各項(xiàng)核心技術(shù)。然而,面對未來“星辰大涸遗祝”的載人探測夢想失息,它的不足也愈發(fā)明顯,例如僅能運(yùn)送3名航天員募舟、貨運(yùn)能力有限祠斧、一次性使用、壽命較短拱礁、功能和拓展性有限琢锋,極有必要研究下一代載人飛船。
世界三款現(xiàn)役載人飛船和四款在研載人飛船對比
圖片來源:Memorian-QN
2020年5月5日呢灶,新載人飛船試驗(yàn)船隨著長征五號B火箭成功首飛吴超。它采用最新的兩艙式(推進(jìn)艙、返回艙)布局鸯乃,效率更高鲸阻,技術(shù)更先進(jìn),容量更大缨睡、最多能搭載7名航天員鸟悴、擁有較強(qiáng)載貨能力,在太空中使用壽命更長奖年。
通過模塊化和通用化設(shè)計(jì)细诸,它可以通過更換隔熱模塊實(shí)現(xiàn)多次低成本重復(fù)使用。群傘氣囊緩沖設(shè)計(jì)陋守,也使得回收過程舒適性和安全性大幅提升揍堰。為適應(yīng)不同任務(wù)需求,新載人飛船試驗(yàn)船設(shè)計(jì)了大嗅义、小兩個(gè)版本屏歹。
飛船整體隔熱能力大幅提升,足以適應(yīng)包括載人登月在內(nèi)的載人深空探測計(jì)劃之碗。這些優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了神舟飛船的核心指標(biāo)蝙眶,也使得新載人飛船成為目前世界最先進(jìn)的新一代載人飛船之一。
七、長征八號火箭幽纷,彌補(bǔ)空白期待回收
我國長征火箭家族目前處在從傳統(tǒng)的二/三/四系列火箭逐漸更新為五/六/七/八/十一等的過程中式塌,尚存在一些不足,其中之一是在太陽同步軌道和極地軌道的運(yùn)輸能力和性價(jià)比較低:一方面友浸,主要負(fù)責(zé)的長征二/四很難實(shí)現(xiàn)中型以上(3噸)載荷發(fā)射峰尝,長征三號甲系列需要大幅改進(jìn)(2020年首次通過改型突破了這種軌道)且未來空間有限;另一方面收恢,用重載的長征五/七等發(fā)射成本過高武学,亦需要改型。
而國際同行已經(jīng)開始布局使用火箭回收等技術(shù)進(jìn)一步降低成本伦意,并且計(jì)劃占領(lǐng)商業(yè)發(fā)射市場份額火窒。這兩種軌道事關(guān)核心的遙感、資源驮肉、氣象熏矿、科研、低軌通信等衛(wèi)星類型离钝,任務(wù)眾多業(yè)務(wù)量大票编,我國亟需對應(yīng)火箭彌補(bǔ)這些空白。
首飛前的長征八號
圖片來源:航天科技集團(tuán)
2020年12 月 22 日卵渴,長征八號在文昌航天發(fā)射場成功首飛慧域。它主要依托長征七號和長征三號甲系列火箭技術(shù),取長補(bǔ)短奖恰,采用模塊化設(shè)計(jì)理念吊趾,使用更加環(huán)保高效的液氧液氫和液氧煤油推進(jìn)劑組合,定位于中型載荷發(fā)射瑟啃。在運(yùn)力方面论泛,重點(diǎn)針對這兩種軌道實(shí)現(xiàn)不低于4.5噸的發(fā)射能力。
與此同時(shí)蛹屿,長征八號將在未來逐漸驗(yàn)證火箭可回收技術(shù)屁奏,并通過高可靠性、通用化错负、準(zhǔn)備周期短坟瓢、發(fā)射頻率高等設(shè)計(jì),集中于高性價(jià)比的商業(yè)載荷發(fā)射任務(wù)犹撒,是長征火箭家族圖譜的重要支撐力量折联。
八、長征十一號火箭识颊,海上發(fā)射再創(chuàng)輝煌
長征系列火箭主要依托于各類四氧化二氮/偏二甲肼诚镰、液氧液氫、液氧煤油等純液體推進(jìn)劑,固體推進(jìn)劑的應(yīng)用還有待開發(fā)清笨。由于儲存時(shí)間長月杉、準(zhǔn)備周期極短,固體推進(jìn)劑火箭主要在特殊情況時(shí)做應(yīng)急使用抠艾。
從發(fā)射場的角度苛萎,海上發(fā)射無火箭殘骸落區(qū)問題、可移動检号、可靠近赤道腌歉,能最大限度利用地球自轉(zhuǎn)慣性,是各大國都會儲備的重要火箭發(fā)射技術(shù)谨敛。
長征十一號會采取先冷發(fā)射彈出再點(diǎn)火的方式究履,從海上平臺發(fā)射
圖片來源:光明日報(bào)
純固體推進(jìn)劑的長征十一號火箭填補(bǔ)了上述空白滤否。乍一看它是個(gè)“小不點(diǎn)”脸狸,火箭長21米、直徑2米藐俺、重58噸炊甲,運(yùn)力在0.5-0.7噸級別(太陽同步/低軌軌道),但它的戰(zhàn)略意義非常重要欲芹。
它的絕活在于能以很低成本執(zhí)行小型載荷的一箭多星任務(wù)卿啡,并能夠適用于各種陸地固定發(fā)射場、移動發(fā)射場和海上發(fā)射場等環(huán)境菱父。2020年颈娜,長征十一號在酒泉、西昌浙宜、黃海(移動平臺)均進(jìn)行了發(fā)射官辽,其中依托海上平臺為第二次發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了一箭九星的壯舉粟瞬。目前同仆,長征十一號火箭共計(jì)發(fā)射十一次,成功了十一次裙品!
九俗批、嫦娥玉兔鵲橋,持續(xù)突破探月記錄
嫦娥系列月球任務(wù)市怎,不僅以非常浪漫的“嫦娥”(軌道器和著陸器)岁忘、“玉兔”(巡視器)、“鵲橋”(嫦娥四號中繼星)和“廣寒宮”(嫦娥三號著陸地)等大家耳熟能詳?shù)拿侄常€以它們不斷實(shí)現(xiàn)的新紀(jì)錄而廣受國際科研界關(guān)注干像。
嫦娥四號、玉兔二號和鵲橋號概念圖
圖片來源:國家航天局
其中,嫦娥三號在2013年著陸月球蝠筑,至今保持一定程度的工作狀態(tài)狞膘。2019年初,嫦娥四號和玉兔二號著陸月球背面什乙,一直正常工作至今挽封,完成了超過25個(gè)月球日夜(月球的一天約為地球上的28天)的工作。不僅如此臣镣,她們是人類唯一著陸月球背后的著陸器和巡視器辅愿。玉兔二號行駛距離超過600米,服務(wù)于它們的中繼衛(wèi)星——鵲橋號也一直保持良好的工作狀態(tài)忆某。
最新發(fā)射的嫦娥五號任務(wù)軌道器点待,在完成運(yùn)送返回器和月球樣本到地球附近的任務(wù)后,又利用剩余推進(jìn)劑弃舒,繼續(xù)前往距離地球150萬千米的日地拉格朗日點(diǎn)癞埠。
嫦娥探月工程,取得了人類航天眾多新紀(jì)錄聋呢,而這些記錄每天都在更新苗踪。2020年的嫦娥探月,是人類航天近些年載入史冊的亮點(diǎn)之一削锰。
十通铲、商業(yè)航天,高歌猛進(jìn)前途可期
進(jìn)入21世紀(jì)后器贩,商業(yè)航天開始崛起颅夺,成為60多年人類航天事業(yè)高速發(fā)展中的一大亮點(diǎn),以Space X和藍(lán)色起源為代表的新秀甚至成為能攪動整個(gè)航天事業(yè)的“超級鯰魚”蛹稍。中國作為航天大國吧黄,也孕育出了一批優(yōu)秀的商業(yè)航天企業(yè)。
“谷神星一號”火箭發(fā)射瞬間
圖片來源:星河動力
2020年稳摄,依然是中國商業(yè)航天不斷突破的一年稚字。星際榮耀、藍(lán)箭航天厦酬、星河動力胆描、九天微星等企業(yè)獲得了數(shù)億乃至十余億人民幣的巨額融資,不斷突破紀(jì)錄仗阅。
在業(yè)務(wù)領(lǐng)域昌讲,星河動力“谷神星一號”衛(wèi)星首飛成功,且進(jìn)入太陽同步軌道减噪,長光衛(wèi)星高分辨率對地觀測衛(wèi)星星座進(jìn)展迅速短绸,銀河航天5G通信低軌衛(wèi)星成功測試车吹,天儀研究院等進(jìn)入民用SAR衛(wèi)星領(lǐng)域……更多的探索取得新進(jìn)展。
在發(fā)展?jié)摿Ψ矫娲妆眨请H榮耀窄驹、藍(lán)箭航天等公司在不斷突破液氧甲烷火箭可復(fù)用發(fā)動機(jī)的試車進(jìn)展,將于2021年首次發(fā)射液體推進(jìn)劑火箭证逻,也將是中國商業(yè)航天的重大進(jìn)展乐埠。
總體看來,這是中國航天最好的一年囚企,未來發(fā)展前景充滿希望丈咐。
2020年,有輝煌的成功龙宏,也有包括長征七號甲火箭首飛棵逊、長三乙火箭、快舟商業(yè)火箭發(fā)射失利等的不幸银酗。航天從來不是一件容易的事情辆影,當(dāng)然,正是因?yàn)槔щy重重花吟,我們才要更努力發(fā)展航天秸歧。
天可補(bǔ)厨姚,盒瞥海可填,南山可移谬墙。日月既往今布,不可復(fù)追。這是悲喜交加的一年拭抬,但喜遠(yuǎn)大于悲部默。2021年,天問一號將抵達(dá)火星造虎、天宮空間站將全面開建傅蹂、長征火箭家族將繼續(xù)擴(kuò)容(長六甲等)、數(shù)型民營火箭和衛(wèi)星也將有新突破算凿,讓我們共同期待中國航天超級2021份蝴!