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探“月”问“火”,2021中国将创人类太空探索史新高度

2021年是太空探索、发射任务和天文事件让人类应接不暇的一年,这一年同时也是中国的航天大年。在刚结束的中国两会上,载人航天、重型火箭研制、火星探测进展等备受瞩目,中国人探索太空的重磅消息频频传出。

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执行中国空间站天和号核心舱发射任务的长征五号B遥二运载火箭完成出厂前所有研制工作后,于2021年2月22日安全运抵海南文昌航天发射场。(中国央视视频截图)

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2020年10月1日,中国国家航天局发布中国首次火星探测任务天问一号探测器飞行图像。(新华社)

作为太空竞赛的后来者,中国在1970年才发射了第一颗卫星“东方红一号”,到2003年实现了第一次载人航天飞行,成为全球第三个实现载人航天的国家,近年来在多个航天领域进展迅速。在中共建党一百周年之际,2021年中国全年航天发射更是有望首次突破40次,发射次数和数量均将再创新高。

若一切进展顺利,中国人将在2021年创造不止一个人类太空探索史新高度。

2021中国航天大年

航天是冒险探索精神和高科技的结合,它需要的不仅是探索未知空间的勇气,还需要一个国家具备很高的科技水平和经济实力。

数十年来,太空项目被视为国家实力和威望的象征,自1957年人类研制发射的第一颗人造地球卫星“斯普特尼克号”,由苏联发射升空震惊了全世界后,美苏两个超级大国间围绕太空的有关声望和国家战略的竞赛一直持续了几十年,美国“阿波罗11号”在1969年的首次登月成功业已被列为人类历史上最伟大的成就之一。

时至今日,全球还陆续有更多的卫星、探测器发射升空,目前在轨活跃卫星数量超过了1,000颗,由约50个国家所拥有,全球发射卫星国家的数目已达10余个,更有多个国家出炉了太空战略规划,争夺太空话语权已成为各国太空战略竞争的重要方面。

2020年中国人均国内生产总值(GDP)历史上首次超过了马来西亚和俄罗斯,这也宣告了全球主要发展中国家,包括金砖国家的俄罗斯、印度、南非、巴西四国,以及马来西亚、墨西哥、印尼、土耳其、阿根廷、泰国等国的人均GDP都已被中国超越。经济的发展带来中国财富总量的持续增长,也为中国科技和经济的进步提供了动能。

在新冠肺炎(COVID-19)疫情肆虐全球的2020年,中国载人航天、北斗、探月、探火等航天重大工程和专项仍稳步推进,研制发射的航天器覆盖载人航天、空间探测、导航、通信、遥感、空间科学、技术试验等全部技术领域,航天技术与应用能力悄然间又得以大幅提升。

中国官媒《人民日报》客户端报道,特大型央企中国航天科技集团2月24日在北京召开《中国航天科技活动蓝皮书(2020年)》发布会,对2020年全球航天活动进行盘点,并公布了2021年该集团的宇航计划。

官方发布的《中国航天科技活动蓝皮书(2020年)》指出,在过去一年,长征五号B运载火箭成功首飞,拉开了载人航天工程空间站阶段任务序幕;天问一号火星探测器成功发射,迈出了中国行星探测的第一步;北斗三号全球卫星导航系统建成开通,为全球公共服务基础设施建设作出重大贡献;高分辨率对地观测系统重大专项圆满收官,为中国长期稳定获得高分辨全球遥感信息提供了重要保障;嫦娥五号任务圆满成功,实现了中国首次地外天体采样返回;长征八号成功首飞,进一步完善了中国运载火箭型谱。

蓝皮书显示,2020年中国发射航天器次数和质量居世界第二;在2021年,以出品“神舟”系列载人飞船和“长征”系列运载火箭闻名于世的中国航天科技集团全年发射次数有望首次突破40次。

航天发展具有战略地位,世界主要航天国家当下竞相推进相关战略部署。2018年中国完成了39次火箭发射,美国是31次,俄罗斯是20次,而整个欧盟只有8次,那一年被业界人士称为中国航天“超级2018”。2019年,中国航天科技集团共实施了27箭66星的宇航发射任务,以34次发射次数连续两年位居世界第一。

2020年全球共实施114次发射任务,追平1991年以来的发射次数纪录,发射航天器共计1,277个,创历史新高;中国在这一年完成39次航天发射,发射89个航天器,发射航天器总质量再创新高,达到103.06吨,较上一年度增长29.3%。其中,中国航天科技集团研制的长征系列运载火箭2020年共实施了34次发射任务,发射82个航天器,占中国发射总数量的92.1%、发射总质量的99.2%,发射次数再次位居世界宇航企业第一。

探“月”问“火” 中国太空大动作频频

科技进步日益取代了农业体力劳动成为全球经济增长的最大驱动力。对中国来说,其面向太空的志向已很明显,在过去7年里中国3次把着陆器降到了月球上,在国际空间站面临“退役阴影”之际,中国空间站研制建设工作正在有序开展,不远的将来近地轨道上有中国空间站的“一抹红”存在,已离现实越来越近。

中国首位进入太空的宇航员、载人航天工程副总设计师杨利伟日前透露,中国载人航天工程在2021年已全面转入空间站在轨建造任务阶段,执行空间站建造阶段4次载人飞行的航天员乘组也已选定,正在开展任务训练。2021年与2022年,中国载人航天工程预计实施包括空间站核心舱(天和)、两个实验舱(问天、梦天)、载人飞船(神舟)和货运飞船(天舟)各4艘在内的11次发射任务,12名航天员将进入太空。

杨利伟表示,“今年上半年,计划发射天和核心舱、天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船,下半年还要发射天舟三号和神舟十三号,相关任务都在稳步推进。”当下,承担中国空间站核心舱发射任务的长征五号B遥二运载火箭已守候在海南文昌航天发射场,不久就将择时发射。

长征“三剑客”携手共建空间站,是今年中国航天的一大亮点。中国航天科技集团一院运载火箭专家、中国科学院院士姜杰向外界谈到,“中国空间站建造由多型长征系列火箭联手,首次进行组合式发射,其中长征五号B运载火箭将发射空间站核心舱,长征七号运载火箭将发射货运飞船,长征二号F运载火箭将通过发射载人飞船把航天员送入空间站。”

“十四五”期间,中国航天将持续推进新一代载人运载火箭和重型运载火箭的研制,现有火箭的箭体尺寸以及发动机推力将实现突破。3月5日,由中国航天科技集团六院研制的500吨级液氧煤油火箭发动机全工况半系统试车成功,这也意味着中国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关取得重要突破,为后续重型运载火箭工程研制夯实了基础。

与此同时,中国首次火星探测任务是否能创造人类火星探测史的新高度也将在2021年揭晓。自2020年7月23日成功发射以来,中国首次火星探测任务天问一号探测器在2021年2月10日环绕火星成功,成为中国第一颗人造火星卫星,2月24日又成功实施第三次近火制动,进入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期2个火星日的火星停泊轨道。

3月4日,中国国家航天局发布了3幅由天问一号探测器拍摄的高清火星影像图,这是中国首次拍摄近景火面图像,蕴含着大量科学信息。目前,天问一号各项指标正常,正以每秒4.8千米的速度在火星轨道上进行环绕探测。在停泊轨道上运行一段时间后,天问一号即将开展预选着陆区探测,拟于2021年5月至6月择机实施火星着陆,开展后续巡视探测。

中国的天问一号任务计划一次性完成环绕、着陆、巡视三大目标,如果中国的首次探火计划全部顺利实现,这将是全世界首次在一次探火任务当中完成这三个目标。

在2021年,中国还有多颗民用空间基础设施业务卫星蓄势待发,助力中国的经济、民生建设和科技发展。有业内人士认为,在5到10年内,卫星应用需求的爆发式增长将带来中国航天发射业务量几何级激增。

探索外太空是一场具有高度战略意义的竞争,全球已有多个国家出炉了太空战略规划。西方已经意识到,“他们(中国人)设立战略性,长期性的目标,而且为达到这些目标进行专注的,系统性的努力。”在2021年中国航天发射“超级模式年”,中国是否还能创造新的太空追赶奇迹,正被全球多种目光审视着。

另一方面,基于太空领域的科学技术超越了政治和军事角力,正越来越多地造福人类。全球的商业、通讯、导航和天气预报系统,以及为提供食物与能源的可靠供应所进行的资源和灾害监测等,都受益于太空科研。

全球航天产业的直接投入产出比约为1︰2,而相关产业的带动辐射则可达到1︰8至1︰14。以中国为例,中国近年来的千余种新材料中,80%是在空间技术的牵引下研制完成的;有近两千项空间技术成果已移植到国民经济各个部门。

科学技术从来就是一把双刃剑,对于已相继出炉了太空战略规划的多个国家而言,找到一种在太空进行合作的途径,使得彼此都能受益,或将比“太空争霸”更为实际。

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