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。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。
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
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(jīng)四代發(fā)展，已經(jīng)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?！笆濉逼陂g，長征五號等新一代運載火箭實現(xiàn)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)射頻次增速非常快。從多級串聯(lián)到多級串聯(lián)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(xiàn)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(jīng)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(xiàn)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?shù)男畔⑷萘亢艽螅直容^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(xiàn)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(wǎng)絡的跨越，通信速率、容量、支持終端數(shù)量實現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)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(nèi)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(jīng)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(nóng)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(xiàn)2米分辨率數(shù)據(jù)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(jīng)濟社會發(fā)展和生產(chǎn)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(nóng)業(yè)領域，基于北斗系統(tǒng)的農(nóng)機自動駕駛終端已達20萬臺（套），實現(xiàn)了跨企業(yè)農(nóng)機作業(yè)數(shù)據(jù)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(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)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(lián)產(chǎn)值達到3751億元人民幣。
探索太空求解未知，揭示宇宙自然現(xiàn)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(jīng)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(diào)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。
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(xiàn)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(jīng)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(jīng)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(shù)據(jù)，實現(xiàn)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。
更多閱讀：中國科協(xié)副主席、中國科學院院士、航天科技集團科技委主任包為民《中國航天：星空浩瀚 探索不止》
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