中国航天的2023:步履不停 未来可期
今年是中国首次载人航天飞行任务成功20周年。2003年10月15日,航天员杨利伟乘坐神舟五号载人飞船顺利进入太空,不仅圆了中国人的飞天梦,也正式拉开了中国载人航天的大幕。
中国载人航天工程始于1992年,到实现首次载人飞行,准备了整整11年。到了今天,进入太空,已经成为中国航天的“家常便饭”。
过去二十年,中国载人航天工程不断提速,共计完成12次载人飞行任务,而近三年,从神舟十二号到神舟十七号,中国更是做到了每年实施两次载人飞行任务。不仅如此,中国航天员在太空中也有了自己的家。从神舟五号的“一室”,到现在“天宫”空间站的”三室两厅”,航天员的活动空间从几立方米变成了100多立方米,他们在太空中住得越来越舒服,也住得越来越久。
对于中国航天今年的表现,全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩在接受21世纪经济报道记者采访时表示,今年中国航天既稳步发展,又不断创新,在运载火箭、人造卫星、载人航天和空间探测等领域都取得了显著成就。
比如在运载火箭领域,长征系列运载火箭实现第500次发射,成功率是100%;在载人航天领域,我国空间站进入应用与发展阶段,首位航天飞行工程师和首位载荷专家进入空间站工作,在空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术等领域取得重要进展;在空间探测方面,我国发布了中国首次火星探测火星全球影像图,嫦娥五号团队荣获国际宇航科学院颁发的“劳伦斯团队奖”。
“另外在人造卫星领域,今年发射的一些新卫星也令人振奋。”庞之浩称,比如世界首颗高轨合成孔径雷达卫星,我国首颗容量100Gbps高通量通信卫星中星26号,以及达到国际先进水平的新一代海洋水色观测卫星海洋三号01星。
步履不停的载人航天
三十年前,中国载人航天工程制定了“三步走”的发展战略:第一步是将中国航天员送入太空,第二步是太空出舱及发射空间实验室,第三步则是空间站工程全面展开。
2022年,随着中国空间站的全面建成,载人航天工程的“三步走”发展战略也全部实现。与此同时,载人航天工程也转入到空间站应用与发展阶段。
今年5月30日,神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,这也是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次载人飞行任务。执行此次飞行任务的3名航天员在轨驻留了154天,于今年10月31日返回地球。其间,他们进行了一次出舱活动,并开展了包括人因工程、航天医学、生命生态等在内的多项空间科学实(试)验。
在神舟十六号载人飞船返回地球的四天前(10月26日),神舟十七号载人飞船也在酒泉卫星发射中心完成发射。随后,神舟十七号3名航天员在中国空间站与神舟十六号航天员乘组“会师”,6名航天员在空间站共同生活了约4天,并进行了在轨轮换。
截至目前,神舟十七号的3名航天员仍驻留在距离地球400公里远的中国空间站内。他们还将进行多次出舱活动,并开展涉及微重力基础物理、空间材料科学等领域的大量研究,以及完成舱内外设备安装、调试、维护维修等各项任务。
如今,三十年前的战略构想已经全部实现,接下来,中国载人航天工程也将踏上新的征程。今年8月,据中国载人航天工程办公室消息,我国载人月球探测工程登月阶段任务已全面启动实施。
根据计划,我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球。该任务的目标是开展月球科学考察及相关技术试验,突破掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术,完成“登、巡、采、研、回”等多重任务。
从探月到探日
除了载人航天,在深空探测领域,中国航天也在不断前行。三年前,随着嫦娥五号带着月球样品顺利返回地球,中国探月工程圆满完成了“绕、落、回”三个阶段目标。今年年初,中国探月工程总设计师吴伟仁透露,2023年中国将全面推进探月工程四期,规划包括嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号任务。
9月,国家航天局发布消息称,目前,探月工程嫦娥六号任务正按计划开展研制工作,计划于2024年前后实施发射。吴伟仁此前表示,嫦娥六号将从月球背面采集更多样品,争取实现2000克的目标。迄今为止,人类已经进行的月球采样返回均位于月球正面,所以嫦娥六号任务若顺利完成,将创造人类的一项新历史。
不过,在嫦娥六号正式发射之前,探月工程要先发射鹊桥二号中继星。对于“鹊桥”,外界应该不陌生,2018年5月,为了承担嫦娥四号与地球之间的中继通信,中国发射了“鹊桥号”中继星。
但是,因为鹊桥号的设计寿命即将到期,嫦娥六号需要一颗新的中继星。据悉,新研制的鹊桥二号相比鹊桥号,在整体水平和能力上都有更大提升,在神舟六号任务之后,鹊桥二号也将作为探月四期的公共中继星平台,继续为嫦娥七号、八号提供服务。
探月之外,中国航天的探火和探日计划也在有序推进。2020年7月23日,天问一号成功发射,随后,其携带的“祝融号”火星车也成功登陆火星,并顺利完成既定探测任务。这意味着,中国的首次火星探测任务一步实现火星环绕、着陆和巡视探测目标圆满完成。下一步,中国航天将完成的是火星取样返回任务,根据国家航天局此前公布,该任务预计在2030年前后实施。
在探日计划方面,今年9月,中国科学院相关专家表示,在“羲和号”卫星成功发射的基础上,我国将重点推动实施日地L5太阳探测工程,初步计划于2026年发射“羲和二号”卫星。
2021年10月14日,我国成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”,并已取得首批探测成果。而“羲和二号”这次瞄准的目的地——日地L5点,即日地第五拉格朗日点,距离地球约1.5亿公里,这里目前仍是国际探测空白。
有航天专家表示,在该区域探测科学意义重大、工程可行性较好、投入产出比高。“结合近地观测,可实现太阳活动现象的三维重构,为揭示太阳爆发的物理机制提供关键信息。另外,探测也能够提前4-5天观测到即将面向地球的太阳活动,实时追踪面向地球的太阳爆发,给空间天气预报带来革命性突破。”
未来可期的商业航天
回顾今年中国航天事业的进展,庞之浩向记者表示,最让他印象深刻的是我国民营航天取得的显著成就。其提到两个例子,一个是2023年7月12日,中国民营航天企业蓝箭航天的朱雀二号遥二火箭发射成功,成为世界上首款成功将载荷送入预定轨道的液氧甲烷火箭。
另外一个是2023年12月10日,中国民营航天企业星际荣耀自主研发的双曲线二号可重复使用液氧甲烷验证火箭的第二次飞行试验任务取得成功。“这些成就表明,我国民营航天开始飞速发展,创新能力比较强,未来前景广阔。”庞之浩表示。
过去几年,中国商业航天进入了高速发展期,截至2022年底,国内已注册并有效经营的商业航天企业数量达到433家。2023年上半年,中国的25次航天发射任务全部成功,其中包含6次民营航天公司的发射。
火箭派创始人程巍向记者表示,近年来,随着利好商业航天发展的相关政策不断出台,我国商业航天的发展环境也越来越好。“比如海南商业航天发射场的建设,将进一步推动商业航天发展。”
据12月初的消息,作为我国首个也是唯一的商业航天发射场,海南商业航天发射场已进入形成发射能力的攻坚阶段,预计今年年底将完成硬件建设,2024年实现常态化发射。
中信证券在一份研报中指出,当前我国商业航天呈现出“国家队”主导、民营企业相继进入的行业格局。其中,“国家队”在固体燃料、发射场、客户资源等方面具有明显优势,民营公司则凭借自身灵活优势不断取得进展。
谈及中国商业航天的发展,一位不愿具名的商业航天人士告诉记者,他对商业航天领域中的“国家队”有很高的期待,包括接下来的星网组建、长八火箭发射等,但是对于民营商业航天,他觉得市场仍需要理性看待,因为从各方面能力上,民营商业航天和“国家队”以及海外公司仍存在很大差距。“所以,中国商业航天的未来发展,还是需要国家队打样,然后民营企业来跟进。”该人士表示。
不过,民营航天在现阶段的一些突破仍然值得期待。庞之浩便表示,接下来让他期待的一些航天进展,除了用于发射载人登月飞船的长征十号新一代载人运载火箭外,还包括商业航天公司的朱雀三号可重复使用液氧甲烷运载火箭、国内最大的民商液氧煤油火箭天龙三号、可重复使用液氧煤油火箭智神星一号等。