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    太空中“中國制造”越來越多

    時間:2017年08月21日 信息來源:新浪財經 點擊: 字體:

    近五年來,隨著我國載人航天、月球探測、“天宮二號”空間實驗室成功實現交會對接、高分辨率對地觀測系統等重大工程建設順利推進,空間科學、空間技術、空間應用領域取得豐碩成果。

    《小康》記者 韓靜 綜合報道

    國務院新聞辦公室發表的《2016中國的航天》白皮書顯示,2011年至今,中國航天事業持續快速發展,自主創新能力顯著增強,進入空間能力大幅提升。2016年,新一代的長征七號、長征五號運載火箭相繼首飛成功,使中國火箭運載能力進入國際先進行列。

    五年來,我國已突破掌握載人天地往返、空間出艙、空間交會對接、組合體運行、航天員中期駐留等載人航天領域重大技術,載人航天重大工程建設順利推進,全年發射次數在2016年也首次超過美國,躍居世界首位。

    高速發展的背后,成果不斷顯現。在2012年6月和2013年6月,“神舟九號”和“神舟十號”載人飛船先后成功發射,與“天宮一號”目標飛行器分別實施自動和手控交會對接,這標志著我國全面突破了空間交會對接技術,載人天地往返運輸系統首次應用性飛行取得圓滿成功。

    2016年9月和10月,“天宮二號”空間實驗室和“神舟十一號”載人飛船先后成功發射,形成組合體并穩定運行,開展了較大規模的空間科學實驗與技術試驗,突破掌握了航天員中期駐留、地面長時間任務支持和保障等技術。

    2017年4月,我國發射“天舟一號”貨運飛船,與在軌運行的“天宮二號”空間實驗室成功實現交會對接,突破和掌握貨物運輸和補給等關鍵技術,為空間站建造和運營積累經驗。

    這些重要時刻,都刻錄著我國航天事業不斷向前飛躍的路徑。

    文昌航天發射場承載“航天夢”新使命

    為適應中國航天事業的可持續發展,2007年,經國務院、中央軍委批準,在海南文昌建設中國新型航天發射場。2009年9月,正式開工建設。在攻克地基止水、建筑抗風、防腐防雷等一系列工程難題,攻克新型運載火箭推進劑貯運、加注、控制等技術難關后,2016年,一座高度信息化和自動化的現代航天發射場最終建成。

    作為中國航天發射場新成員,與酒泉、太原、西昌三大發射場相比,文昌航天發射場具有天然的海上運輸優勢,使中國長久以來火箭、航天器僅靠陸地運輸的方式得以改善,使今后更大直徑重型火箭的運輸成為可能。同時它也是中國首個濱海發射基地和世界上為數不多的低緯度發射場之一。

    低緯度濱海發射基地的優勢在于,能借助接近赤道的較大線速度,以及慣性帶來的離心現象,使火箭燃料消耗大大減少,亦可通過海運解決巨型火箭運輸難題并提升殘骸墜落的安全性。

    在為期數年的建設過程中,2座被四個避雷塔環繞的固定發射勤務塔最為引人注目,建設以來也經歷了各種考驗。2013年11月,臺風“海燕”登陸文昌,正在施工的發射塔回轉平臺失去控制,最后安裝人員頂著狂風用自己的雙手將其成功收攏。2014年7月,超強臺風“威馬遜”在文昌登陸,雖然風力遠超12級的塔架抗風上線,但塔架牢牢扎根大地,主體安然無恙。

    中國人未來的太空房間

    建造較大規模、長期有人照料的空間站,是中國載人航天發展戰略的第三步。中國的空間站技術,雖然在上世紀80年代的863計劃問世之初,就開始前期探索,但真正正式研制,仍是在載人飛船基礎上演變而來。

    2011年9月29日“天宮一號”在酒泉衛星發射中心發射,它的發射標志著中國邁入中國航天“三步走”戰略的第二步第二階段,同時也代表中國已經擁有建立初步空間站,即短期無人照料的空間站的能力。

    在此之后,繼“天宮一號”后“天宮二號”空間實驗室,成為我國自主研發的第二個空間實驗室,它的機體設置是在“天宮一號”目標飛行器備份的基礎上,根據“天宮二號”的任務的需要改裝研制而成。規模與“天宮一號”基本一致,也是一個長期在軌自動運行、短期載人的飛行器,是我國建造空間站之前進行技術驗證的重要階段。

    它的主要功用是開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗,打造中國第一個真正意義上的空間實驗室,發射時釋放伴飛小衛星。

    據中國科學院空間應用系統總指揮高銘介紹,目前“天宮二號”空間實驗室相關科學實驗和應用試驗已獲取了豐富的實驗數據和成果,在空間科學前沿探索與應用相關領域取得了重要突破。這些突破包括冷原子物理、量子物理、天體輻射源本質等空間科學前沿探索,光學遙感、微波遙感、微小衛星等空間應用技術領域以及遙感應用等方面。其中,包括兩位航天員景海鵬與陳冬親自參與的科學實驗項目。

    那么,中國為什么要耗費大量的人力和財力建造自己的空間站?對這個問題,北京大學地球與空間學院焦維新教授說:“造船是為了建立空間站,建站是為了科學實驗,這就是我國自主建立‘天宮一號’‘天宮二號’空間站的原因。”

    中國工程院院士張履謙的解釋則更直白,他表示,空間站是航天事業發展的一個必然趨勢,它代表了一個國家的航天國力。“如果我們現在不去掌握這項技術,等到需要使用空間站時再來建造就會落后了。”

    天舟一號:只運貨不運人

    貨運系統是中國建成空間站需要突破和掌握的關鍵技術,它需要具備向在軌運行航天器補給物資、補加推進劑的能力。這一能力,是確保未來中國空間站在軌長期載人飛行的基本前提。

    目前該項技術借助天舟一號貨運飛船得以實現。業內專家說,天舟一號作為太空快遞的大力士,載荷能力實際高于俄羅斯研制的“進步”號M型和美國的天鵝座飛船擴展型,也高于日本的貨運飛船。

    而事實上,天舟一號除了要為“天宮二號”運送物資、燃料外,還要完成包括驗證自主快速交會對接新技術在內的眾多空間試驗任務。驗證自主快速交會對接技術,要求兩個航天器在6個小時左右實現對接。這一技術一旦驗證成功,將大大縮短航天員在飛船狹小空間中滯留的時間,減少航天員的體力與精力付出;此外還可以保障科研用品,特別是生物制劑等無法經歷長期運輸的貨品盡快送達空間站。尤其在未來載人空間站等航天器突遇緊急情況時,快速交會對接可以快速地對故障實施搶修與緊急救援等工作,極大地保證航天員生命安全。

    除了以上提及的重要任務外, 天舟一號備受關注的焦點還集中在首次采用以太網技術,這項技術的關鍵在于,未來航天員在太空上網不再是夢。“與之前的航天器相比,天舟一號貨運飛船首次應用以太網技術,為未來空間站組網通信提供技術驗證。”中國航天科技集團八院天舟一號測控通信分系統技術負責人馮書誼說,以太網是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準,可以不受空間限制來進行信息交換。有價值的信息在以太網中被資源整合,具有信息量大、高效、快速的傳輸特點。

    “此次天舟一號貨運飛船首次應用以太網技術,目的就是為未來空間站組網通信提供技術驗證。”馮書誼說,天舟一號搭載了一款特殊的“神器”——高速通信處理器。這個由中國航天科技集團公司八院研制的處理器是貨運飛船以太網通信的重要組成部分,它就像一座大型機場,可以指引各種大小型飛機起飛降落,接收來自各地的乘客,也可以將乘客送往各地,是一個“核心交通樞紐”。

     高速通信處理器不僅在貨運飛船的天地測控通信中發揮著巨大的作用,也為空間站千兆通信網的建立奠定了扎實的基礎。”馮書誼說。

    未來五年,中國航天事業還將創造多個“首次”

    為者常成,行者常至。從無人飛行到載人飛行,從一人一天到多人多天,從艙內實驗到太空行走,從單船飛行到組合體穩定運行……中國航天事業肩負著艱巨而光榮的歷史使命。在未來五年,中國航天事業還將創造多個“首次”。中國航天科技集團公司總經理吳燕生說:“2017年年底發射嫦娥五號月球探測器,實施月球無人采樣和樣品返回地球。2018年發射嫦娥四號月球探測器,實現月球背面軟著陸。”

    如若順利,“嫦娥五號”將是人類在本世紀首次“取回月壤”,“嫦娥四號”將是有史以來首個在月球背面軟著陸的探測器。吳燕生透露,將開展載人登月概念研究。

    除此之外備受關注的還有中國空間站建設的進展,中國載人航天工程辦公室副主任楊利偉說,將在2019年底用長征五號運載火箭發射空間站的核心艙,此后還要發射“神舟十二號”、“神舟十三號”載人飛船及實驗艙I和實驗艙II,在此期間將進行4次以上載人飛行。

    中國空間基礎設施也將從當前的“初步構成”到“建成完備”。迄今為止,中國已發射346顆衛星,擁有實際在軌運行衛星140顆。其中通信衛星波束覆蓋全球約70%的陸地面積,區域衛星導航系統建成運營,遙感衛星形成系列化發展和業務化運行。

    吳燕生說,計劃在2020年全面建成北斗全球衛星導航系統星座,同時發射超大容量寬帶通信衛星、靜止軌道微波探測衛星、海洋鹽度探測衛星等,建設天地一體化信息網絡。

    他說,自主研制的商業遙感衛星系統首組兩顆“高景一號”已在2016年發射入軌,將在2022年前后建成“16+4+4+X”商業遙感衛星系統并提供服務。





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