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中國航天:星空浩瀚 探索不止

宇宙、太空,浩瀚且深邃,承載著人類從古至今的偉大夢想。太空探索是人類對宇宙奧秘的探究和求索,是人類文明進步的重要驅動力。在文明進步的歷史中,航天科技書寫了人類從地球走向浩瀚宇宙的壯麗詩篇。在國家發(fā)展的征程上,航天力量拓展了人們的生存空間、維護了國家的發(fā)展安全。

中華民族是勇于追夢的民族。嫦娥奔月、敦煌飛天,這些浪漫的神話故事生動展現了中華傳統(tǒng)文化中對浩渺蒼穹的想象和憧憬。新中國成立以來,我們堅持走自力更生、自主創(chuàng)新的航天發(fā)展道路,一步步實現了走出地球、探索宇宙、遨游太空的夢想,取得了一系列舉世矚目的輝煌成就,培育了深厚博大的航天精神,為建設航天強國奠定了堅實基礎。

探索浩瀚宇宙,發(fā)展航天事業(yè),建設航天強國,是我們不懈追求的航天夢。2013年6月24日,習近平總書記在北京航天飛行控制中心同在天宮一號執(zhí)行任務的神舟十號航天員親切通話,強調“航天夢是強國夢的重要組成部分”。黨的十八大以來,總書記一直關心關注我國航天事業(yè)發(fā)展,多次對建設航天強國作出重要指示,深刻指出,“星空浩瀚無比,探索永無止境,只有不斷創(chuàng)新,中華民族才能更好走向未來”;“航天科技是科技進步和創(chuàng)新的重要領域,航天科技成就是國家科技水平和科技能力的重要標志”;“航天科技取得的創(chuàng)新成果極大鼓舞了中國人民的創(chuàng)新信念和信心,為全社會創(chuàng)新創(chuàng)造提供了強大激勵”;要求新時代的航天工作者要勇于攀登航天科技高峰,“早日實現建設航天強國的偉大夢想”??倳浀年P心指導、黨中央的決策部署,引領新時代我國航天事業(yè)高速發(fā)展。中國航天正不斷創(chuàng)造新的歷史,中國人探索太空的腳步邁得更穩(wěn)更遠。

一、中國航天發(fā)展壯大的堅實足跡

1956年10月8日,黨中央根據錢學森同志的建議成立了負責導彈技術研究的國防部第五研究院,新中國航天事業(yè)由此起步。1970年4月24日,我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”成功發(fā)射,把太空“聽得到”《東方紅》的豪邁撒向寰宇,開啟了中國航天的新紀元。此后,我國航天事業(yè)迅速發(fā)展,從承載通信、導航、遙感等各項服務和任務的衛(wèi)星遍布近地軌道,到飛船、空間站巡天;從“嫦娥”探月,到“天問”探火、“羲和”逐日……中國人在廣袤太空留下一個個堅實足跡。

神舟飛天,漫步太空。20世紀90年代初,黨中央作出實施載人航天工程的重大決策,并部署了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。2003年10月15日,神舟五號載人飛船成功發(fā)射,我國開啟首次太空載人之旅,成為第三個獨立掌握載人航天技術的國家,標志著“三步走”戰(zhàn)略的“第一步”順利完成。之后,從“天宮”到“天舟”,隨著太空出艙、交會對接、在軌補加等多項核心技術實現“零”的突破,“三步走”戰(zhàn)略的“第二步”扎實推進。2020年5月5日,我國新一代運載火箭長征五號B首次飛行任務成功,空間站階段飛行任務首戰(zhàn)告捷。2021年4月29日,天和核心艙成功發(fā)射,同年6月17日,3位航天員順利進駐天和核心艙,成為入駐中國空間站的第一批主人。而后,我們圓滿完成問天實驗艙、夢天實驗艙以及多次神舟載人飛船、天舟貨運飛船飛行任務,12戰(zhàn)連勝連捷,中國空間站全面建成,載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略目標全面實現,中國空間站轉入應用與發(fā)展階段。

圖為2024年6月26日,在中國航天科技集團五院舉行的嫦娥六號返回器開艙儀式現場,科研人員取出月球樣品容器準備稱重。經測算,嫦娥六號任務采集月球背面樣品1935.3克。 新華社記者 金立旺/攝

建造空間站、建成國家太空實驗室,是實現我國載人航天工程的重要標志,是建設航天強國、科技強國的重要成果。截至2024年4月,神舟載人飛船執(zhí)行任務18次,其中載人飛行13次,均取得圓滿成功。當前,我們正在加緊研制夢舟載人飛船。這款飛船將滿足載人月球探測、近地空間站任務需求,進一步推動我國載人航天技術水平全面提升。30年載人航天之路鑄就的載人航天精神,是對“兩彈一星”精神的繼承和弘揚,是偉大民族精神的生動體現。

蟾宮折桂,叩問蒼穹。月球是地球的天然衛(wèi)星,是人類走出地球、探索宇宙空間的第一站。從1999年起,國防科工委就開始組織論證月球探測的科學目標,建立全國大協(xié)作的工程體系,提出繞月探測工程方案。2004年1月,繞月探測工程正式立項,命名為嫦娥工程。2007年10月24日,嫦娥一號探測器成功發(fā)射,邁出了我國月球探測的第一步。2019年1月3日,嫦娥四號實現人類探測器首次月球背面軟著陸。2020年12月17日,嫦娥五號攜帶著從月球采集的1731克月球樣品回到地球,中國成為世界上第三個實現月球采樣返回的國家,為深化人類對月球成因和太陽系演化歷史的科學認知作出重要貢獻。2024年6月25日,嫦娥六號攜帶從月背采集的1935.3克月球樣品返回地球,在人類歷史上首次實現月球背面采樣返回,成為我國建設航天強國、科技強國取得的又一標志性成果。

月球探測的每一個大膽設想、每一次成功實施,都是人類認識和利用空間能力的充分展示。20年探月之路孕育出追逐夢想、勇于探索、協(xié)同攻堅、合作共贏的探月精神,走出一條高質量、高效益的月球探測之路。實施探月工程,圓的就是中華民族自強不息的飛天攬月之夢。

步入深空,眺望寰宇。火星是太陽系內側的第四顆行星,被認為是和地球最相似的一顆行星。我國首次火星探測任務于2016年正式立項,提出一次任務實現火星環(huán)繞、著陸和巡視的目標,對火星進行全球性、綜合性的環(huán)繞探測和火星表面的區(qū)域巡視探測。負責執(zhí)行我國第一次火星探測任務的天問一號探測器由上下兩部分構成,下面部分是環(huán)繞器,主要完成“奔火飛行”、環(huán)繞探測和中繼通信任務;上面部分是著陸巡視器,主要完成著陸任務,搭載了我國第一輛火星車祝融號。祝融在中國傳統(tǒng)文化中被尊為火神,第一輛火星車以“祝融”命名,寓意著點燃中國星際探測的火種,必將成為指引我們接續(xù)奮斗、不斷超越、逐夢深邃星空的火焰。

2021年5月15日,天問一號成功著陸火星,在火星上首次留下中國人的印記,邁出了我國星際探測征程的重要一步,實現了深空探測從地月系到行星際的跨越。我國成為第三個登陸火星的國家,在行星際探測領域進入世界先進行列。

二、中國航天探索太空的能力基石

在建成航天大國、走向航天強國的道路上,運載火箭及衛(wèi)星、飛船、空間站、探測器等航天器,在一系列重大工程中亮相登場、升級換代,中國航天進出太空、利用太空、探索太空的能力不斷提高。

進出太空的能力有多大,航天的舞臺就有多大。目前人類進出太空的方式,主要依靠運載火箭等航天運輸工具,其中運載火箭是人類克服地球引力、進入太空的主要工具,是發(fā)展空間技術、探索未知空間的基礎。我國自行研制的長征系列運載火箭歷經四代發(fā)展,已經擁有完備的大、中、小型火箭型譜,具備不同載荷進入太空的能力。

運載能力是火箭最基本、最重要的指標,長征系列運載火箭一直致力于提升運載能力。就近地軌道運載能力而言,1970年發(fā)射的長征一號僅有0.3噸。“十三五”期間,長征五號等新一代運載火箭實現了近地軌道運載能力25噸級、地球同步轉移軌道運載能力14噸級的跨越,我國進入空間的能力達到世界一流水平。目前正在研制、計劃2027年首飛的長征十號,預計運載能力將達到70噸級。

2024年6月22日,長征二號丙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火起飛,成功將中法天文衛(wèi)星送入預定軌道,此次任務是長征系列運載火箭的第525次飛行。長征系列運載火箭首個100次發(fā)射用了37年,最近完成的第5個100次發(fā)射只用了2年,發(fā)射頻次增速非???。從多級串聯到多級串聯加捆綁,從常規(guī)推進到低溫推進,運載火箭發(fā)射的軌道從地球低軌道到高軌道、從月球軌道到行星際軌道,發(fā)射方式從“一箭一星”到“一箭多星”、從無人返回到載人飛行,我國的運載火箭發(fā)展逐步實現系列化、模塊化和通用化,發(fā)射成本不斷降低,可靠性日益提高。

利用太空向廣深拓延,持續(xù)發(fā)力服務經濟社會發(fā)展。目前人類利用太空的方式,主要是通過通信、導航、遙感等各類人造衛(wèi)星,利用空間環(huán)境和資源,為人類社會提供各項服務。

通信衛(wèi)星是用來進行遠距離無線電通信的衛(wèi)星。在通信衛(wèi)星出現之前,地球上遠距離的兩地之間通信有兩種方法:一種是利用電纜,另一種是用地面無線電設備。無線電微波能傳輸的信息容量很大,又比較穩(wěn)定。但是,除長波電臺等,大部分無線通信手段的通信距離只有幾百米到幾百公里。20世紀50年代末,人造地球衛(wèi)星上天以后,人們很快想到,在遠距離通信中可以利用人造衛(wèi)星。為了加強從衛(wèi)星上反射回地面的無線電波,人們把衛(wèi)星做成像地面上的微波中繼站一樣,衛(wèi)星接收到地面發(fā)來的無線電波以后先進行放大、再發(fā)向地面。自1984年成功發(fā)射第一顆靜止軌道通信衛(wèi)星至今,我國通信衛(wèi)星實現了從實用到商用、從固定業(yè)務到移動業(yè)務、從窄帶業(yè)務到寬帶業(yè)務、從單星系統(tǒng)到星座網絡的跨越,通信速率、容量、支持終端數量實現了萬倍量級的提升,滿足電視廣播、遠程教育及醫(yī)療、寬帶通信等不同場景下的應用需求。同時,我國東方紅系列通信平臺快速發(fā)展,從東方紅一號到五號,枝繁葉茂,不斷壯大。

導航衛(wèi)星從衛(wèi)星上連續(xù)發(fā)射無線電信號,為地面、海洋、空中和空間用戶導航定位。20世紀后期,我國開始探索建設衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2000年底,建成北斗一號系統(tǒng),向中國提供服務;2012年底,建成北斗二號系統(tǒng),向亞太地區(qū)提供服務;2020年,建成北斗三號系統(tǒng),向全球提供服務。北斗系統(tǒng)突破了新型導航信號、星間鏈路、高性能星載原子鐘等核心技術,實現了衛(wèi)星核心器部件100%自主可控,服務性能達到國際先進水平。目前,北斗系統(tǒng)在全球一半以上國家和地區(qū)推廣使用,規(guī)模應用進入市場化、產業(yè)化、國際化發(fā)展,這是我國為全球公共服務基礎設施建設作出的重大貢獻。30年來的北斗系統(tǒng)研制建設實踐,培育了自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越的新時代北斗精神,是航天科技戰(zhàn)線紅色基因在新時代的賡續(xù)傳承。

遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時間內覆蓋整個地球或指定的任何區(qū)域。當沿地球同步軌道運行時,它能高時間分辨率的對地球表面某指定地域進行遙感;當沿太陽同步軌道等近地軌道運行時,能高空間分辨率的對某指定地區(qū)進行遙感。我國目前已經建成以資源、海洋、環(huán)境減災、風云等為代表的遙感衛(wèi)星系列,并實施高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項,對地成像分辨率最高優(yōu)于0.5米,觀測手段覆蓋可見光、紅外、激光、高光譜、合成孔徑雷達等,應用于農業(yè)、林業(yè)、海洋、國土、環(huán)保、氣象等領域。目前,我國在軌穩(wěn)定運行的高分辨率對地觀測衛(wèi)星超過200顆,僅公益民用可見光衛(wèi)星就可實現2米分辨率數據對全國陸地國土的季度覆蓋。通過遙感衛(wèi)星,我們既能感受世界的溫度,也能看到這個世界的微妙變化。

對太空的利用,為我們的經濟社會發(fā)展和生產生活帶來諸多效益。比如,在電力領域,北斗高精度定位用于無人機自主巡檢、變電站機器人巡檢、桿塔監(jiān)測等業(yè)務;在交通運輸領域,約有830萬輛道路營運車輛、近5萬艘船舶、2100多架通用航空器應用了北斗終端設備;在農業(yè)領域,基于北斗系統(tǒng)的農機自動駕駛終端已達20萬臺(套),實現了跨企業(yè)農機作業(yè)數據整合,24小時動態(tài)監(jiān)測水稻、小麥、玉米等主要糧食作物收獲和拖拉機作業(yè)。2023年我國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)總體產值達到5362億元人民幣,同比增長7.09%;其中由衛(wèi)星導航應用和服務所衍生帶動形成的關聯產值達到3751億元人民幣。

探索太空求解未知,揭示宇宙自然現象及規(guī)律。探索太空,指以空間站、空間探測器等航天器為主要平臺,開展空間科學探索。

空間站,是一種在近地軌道長時間運行、可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。目前,中國空間站全面建成,我們的“太空之家”遨游蒼穹。中國空間站包括天和核心艙、夢天實驗艙、問天實驗艙、載人飛船(即已經命名的神舟號飛船)和貨運飛船(天舟飛船)5個模塊。各飛行器既具備獨立的飛行能力,又可以與核心艙組合成多種形態(tài)的空間組合體,在核心艙統(tǒng)一調度下協(xié)同工作。截至2024年4月,我國已成功發(fā)射25艘載人飛船和貨運飛船,先后將35人次送入太空。中國航天探索太空的各項能力也不斷提升。比如,貨物裝載空間和物資上行能力大大提升。相比于之前,新批次貨運飛船密封艙裝載能力由5.5噸增加至6.7噸,整船物資裝載能力由6.9噸提高至7.4噸,上行載貨比由0.51提高至0.53,運輸效率位居世界第一。此外,中國空間站作為國家太空實驗室,成果轉移轉化成效顯著,已安排在軌實施了100多個空間科學研究與應用項目,航天育種搭載實驗3000多項,4000余項成果應用于各行各業(yè)。這些科學實驗和結果應用,促進了我國科技水平整體提升,造福國計民生。

圖為2022年6月5日,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。飛船完成自主快速交會對接后,中國航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲順利進駐天和核心艙。 航天科技集團供圖 宿東/攝

空間探測器,又名深空探測器,是人類對遠方天體和空間進行探測的無人航天器,是現階段空間探測的主要工具。按探測的對象,空間探測器包括月球探測器、行星和行星際探測器、小天體探測器等。在月球及深空探測方面,我國成功發(fā)射6個月球探測器。其中,嫦娥二號探測器在國際上首次獲得7米分辨率全月圖;嫦娥五號采用具有世界領先水平的月球軌道無人對接方案轉移月壤,采樣重量領先無人月球采樣歷史;嫦娥六號任務自發(fā)射后歷經53天,11個飛行階段,突破了月球逆行軌道設計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等關鍵技術,首次獲取月背的月球樣品,并搭載4臺國際載荷,開展了務實高效的國際合作。在火星探測方面,天問一號探測器的環(huán)繞器,經過多次精準近火制動,進入遙感使命軌道,獲取覆蓋火星全球的中分辨率影像數據,實現火星全球探測。著陸巡視器巧妙利用懸停避障技術,通過實施氣動減速、降落傘減速、動力減速和著陸緩沖,成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū);祝融號火星車發(fā)回的火星表面移動過程視頻,是人類首次獲取火星車在火星表面的移動過程影像。環(huán)繞器和火星車均完成既定科學探測任務。

三、中國航天逐夢蒼穹的未來詩篇

仰望深邃星空,腳踏航天強國建設之路,中國航天要加快推動空間科學、空間技術、空間應用全面發(fā)展,重點提升航天科技創(chuàng)新動力、經濟社會發(fā)展支撐能力,更好服務新質生產力發(fā)展、推進中國式現代化,積極開展更廣泛的國際交流合作,增進人類共同福祉。

實施空間開發(fā)與應用的重大科技工程和科學任務。重點推進行星探測、月球探測、載人航天、重型運載火箭、可重復使用航天運輸系統(tǒng)等重大工程。比如,2025年前后實施近地小行星取樣返回和主帶彗星環(huán)繞探測;2030年前后實施火星取樣返回任務,以及木星系環(huán)繞探測和行星穿越探測等;繼續(xù)發(fā)射嫦娥七號、嫦娥八號探測器,實施月球極區(qū)環(huán)境與資源勘查及采樣返回,構成科研站基本型等;2030年前實現中國人首次登陸月球,開展月球科學考察及相關技術試驗,推動載人航天技術由近地向深空跨越式發(fā)展。

提高自由進出、高效利用、科學探索太空的能力。進出太空要向高性能、低成本、遠距離、快響應、智能化、規(guī)?;l(fā)展。建設重型火箭及新一代載人火箭,加快可重復使用運載器的研制和運營,建設惠及民生的航班化航天運輸系統(tǒng)。利用太空要實現一星多能、多星組網,并拓展至地月空間,實現在軌服務。圍繞通信、導航、遙感等應用需求,建成技術先進、全球覆蓋、高效綜合信息網絡。建成在軌服務與維護系統(tǒng),設立“空間4S店”,在空間對衛(wèi)星進行在軌維修,實現衛(wèi)星在軌升級、在軌建造。探索太空要實現近地空間站長期運營,地月空間重點開發(fā),月球以遠逐步探索。啟動太陽系近鄰探索,尋找可能存在的地外生命及可能適合人類的宜居星球,探尋“我們人類孤獨嗎”的答案。

創(chuàng)新優(yōu)化機制、培養(yǎng)優(yōu)秀人才、凝聚優(yōu)勢力量。繼續(xù)發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,帶動各類先進優(yōu)質生產要素向發(fā)展新質生產力順暢流動,推動國家整體科技實力提升。加大自主創(chuàng)新工作力度,加速打造航天戰(zhàn)略科技力量,實現從跟隨式發(fā)展到創(chuàng)新引領發(fā)展的轉變。加快發(fā)展航天應用產業(yè),改造提升傳統(tǒng)產業(yè),培育新興太空產業(yè),布局建設未來產業(yè),助推經濟高質量發(fā)展。吸引匯聚優(yōu)秀人才,按照發(fā)展新質生產力要求,暢通教育、科技、人才的良性循環(huán)。傳承弘揚“兩彈一星”精神、載人航天精神、探月精神、新時代北斗精神等,激發(fā)內生驅動力。

九天攬月、北斗璀璨、星漢燦爛、太空遨游。中國航天將以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,用新的科技突破、新的“中國高度”,實現更加絢麗壯闊的航天夢、強國夢。

責任編輯:潘旺旺