任致遠

空間包括地球空間、日地空間、行星際空間。人類探索的足跡遍布陸地、海洋之后，又開始向著茫茫太空進軍?？臻g探測針對的目標(biāo)可以說是包羅萬象，總體上可以分為三個部分：一是監(jiān)測地球上的地理和氣象活動，二是監(jiān)測近地空間環(huán)境，三是宇宙深空天體的天文觀測。

對人類來說，與大海相比，太空無疑更不友好：單單是逃離地球的引力就需要耗費巨大的能量，換算成金錢，其成本遠遠高于在地球表面跋山涉水，環(huán)游世界。為什么人類仍要探索太空呢？首先，探索太空衍生出來的副產(chǎn)品包羅萬象——從小小的為他人提供便利的產(chǎn)品到改變?nèi)祟惿罘绞降闹卮蟀l(fā)明，有可能阻止致命事故或挽救生命的關(guān)鍵技術(shù)，不一而足。其次，正如不能將所有雞蛋裝在一個籃子里一樣，人類也不能將生存延續(xù)的所有希望放在地球上，一次較大的流星撞擊都很有可能讓我們重蹈恐龍的命運。第三，人類攜手進行太空探索，有助我們更好地了解自己的家園、更清楚地監(jiān)測人類活動對地球環(huán)境的影響，為人類可持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略性資訊支持。展望未來，我們還會設(shè)法離開地球，在月球建立基地、在火星創(chuàng)建城市、在木星建造居住地等等。

世界太空探索簡介

斗轉(zhuǎn)星移，歲月如梭。人類經(jīng)過不斷開拓進取，科技發(fā)展日新月異，才使我們有了探索宇宙的技術(shù)資本。1957年10月4日，蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天，拉開了人類航天時代的序幕。1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員加加林首次進入太空。1969年7月16日，美國“阿波羅11”號飛船，載著阿姆斯特朗、奧爾德林和柯林斯三人在美國肯尼迪航天中心升空，飛向月球，人類首次登月。1994年，美國發(fā)射了“克萊門汀”號無人駕駛飛船，對月球進行了新的地貌測繪，為在不久的將來建立月球基地和月基天文臺打下基礎(chǔ)。1998年1月6日發(fā)射升空的“月球勘探者”，攜帶中子光譜儀探測氫原子，最終發(fā)現(xiàn)在月球兩極的盆地底部存在水……這些高科技的發(fā)展與人類對宇宙探索的渴望緊密相連，人類對宇宙探索的渴望促進了高科技的發(fā)展，高科技的發(fā)展又使人類對宇宙的探索有了更雄厚的實力。

中國宇航太空技術(shù)發(fā)展的重大歷史事件回顧

中國的空間探測史始于1956年。那一年2月，錢學(xué)森先生向中央提出了《建立中國國防航空工業(yè)的意見》。3月，國務(wù)院制訂《1956年至1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠景規(guī)劃綱要（草案）》，其中提出要在12年內(nèi)使中國噴氣和火箭技術(shù)走上獨立發(fā)展的道路。1956年4月，航天工業(yè)委員會成立。1956年5月10日，聶榮臻副總理向中央提出《建立中國導(dǎo)彈研究工作的初步意見》。5月26日，周恩來總理主持中央軍委會議討論同意，并責(zé)成航天工業(yè)委員會負(fù)責(zé)組織導(dǎo)彈管理機構(gòu)和研究機構(gòu)。1956年10月8日，錢學(xué)森受命組建了中國第一個火箭、導(dǎo)彈研究機構(gòu)——國防部第五研究院（即現(xiàn)在的運載火箭研究院）。酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心是科學(xué)衛(wèi)星、技術(shù)試驗衛(wèi)星和運載火箭的發(fā)射試驗基地之一，是中國建設(shè)的第一個衛(wèi)星發(fā)射場。

1958年，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心主要用于執(zhí)行中軌道、低軌道和高傾角軌道的科學(xué)實驗衛(wèi)星及返回式衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)。1960年11月5日，這里成功地發(fā)射了中國制造的第一枚地地導(dǎo)彈。1970年4月24日，

中國第一顆人造地球衛(wèi)星成功發(fā)射，由此開創(chuàng)了中國航天史的新紀(jì)元，使中國成為繼蘇、美、法、日之后，世界上第五個獨立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。1975年11月26日，中國第一顆返回式衛(wèi)星在這里發(fā)射成功。1981年9月20日，中國首次成功地用一枚火箭發(fā)射三顆衛(wèi)星。1984年4月8日，“東方紅2”號首次發(fā)射成功。1987年8月，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心為法國馬特拉公司提供了發(fā)射搭載服務(wù)，使中國的航天技術(shù)開始走向世界。

1999年11月20日早晨6時30分，中國第一艘試驗載人飛船“神舟1”號在酒泉航天發(fā)射場發(fā)射升空，開啟了載人航天事業(yè)的光輝序幕。1999年11月21日3時，地面指揮中心向飛船發(fā)出返回指令，“神舟1”號飛船于北京時間1999年11月21日3時41分順利降落在內(nèi)蒙古中部地區(qū)的著陸場。飛船在太空中共飛行了21小時。

經(jīng)過“神舟1”號到“神舟4”號的幾輪試驗發(fā)射，中國載人航天技術(shù)日漸成熟。2003年10月15日9時10分左右，中國的第一艘載人飛船“神舟5”號順利進入預(yù)定軌道。從這一刻起，楊利偉成了浩瀚太空迎來的第一位中國訪客。從此以后，中國的航天事業(yè)更加日新月異。

“神舟6”號在2005年10月成功發(fā)射，搭載費俊龍、聶海勝兩位宇航員成功遨游太空。2008年9月“神舟7”號順利進入太空，景海鵬留守返回艙，翟志剛（指令長）、劉伯明分別穿著中國制造的“飛天”艙外航天服和俄羅斯出品的“海鷹”艙外航天服進入軌道艙。翟志剛出艙作業(yè)，劉伯明在軌道艙內(nèi)協(xié)助（劉伯明的頭部及手部部分出艙），實現(xiàn)了中國歷史上宇航員第一次的太空漫步。中國成為第三個有能力把航天員送上太空并進行太空行走的國家。

2011年9月29日21時16分3秒，中國首個目標(biāo)飛行器和空間實驗室“天宮1”號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射?！疤鞂m1”號的發(fā)射標(biāo)志著中國已經(jīng)擁有建立初步空間站，即短期無人照料的空間站的能力。服役至今的“天宮1”號，已遠遠超出預(yù)計壽命，但控制和動力系統(tǒng)仍然運行良好，6年多來進行了大量飛行測控試驗和空間站建造運行的技術(shù)驗證，與“神舟”系列飛船進行了多次對接，均成功完成。她的后繼者“天宮2”號空間實驗室于2016年9月15日22時04分09秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，在“天宮1”號的基礎(chǔ)上開展更大規(guī)模的空間站技術(shù)研發(fā)，并承擔(dān)了許多科學(xué)研究項目，覆蓋包括地球觀測和空間地球系統(tǒng)科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、空間技術(shù)和航天醫(yī)學(xué)等不同的學(xué)科?！疤鞂m2”號與“神舟11”號載人飛船、“天舟1”號貨運飛船實現(xiàn)了多次順利對接，特別是“天舟1”號將中國航天史上最大的13噸有效載荷順利運抵“天宮2”號。這標(biāo)志著中國向空間站輸送人員物資的補給能力已日趨成熟。

2016年8月16日1時40分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征2”號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”號發(fā)射升空。隨著“墨子”號的順利升空，中國成為全球第一個實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間量子通信的國家，將實現(xiàn)“天地一體化”量子通信網(wǎng)絡(luò)的初步構(gòu)建，成為量子通信領(lǐng)域的最強音。作為迄今唯一被嚴(yán)格證明是無條件安全的通信方式，量子通信技術(shù)在金融、軍事和政務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景得到了世界各國的廣泛關(guān)注，美國、日本等國也啟動了相關(guān)的研究計劃?！澳印碧柕陌l(fā)射，更鞏固了中國在量子通信領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。

與此同時，中國在深空探索領(lǐng)域的技術(shù)也在迅速提升。2013年12月2日1時30分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“嫦娥3”號探測器送入軌道。2013年12月15日4時35分，“嫦娥3”號著陸器與其搭載的巡視器分離，“玉兔”號巡視器順利駛抵月球表面。2016年7月31日晚，“玉兔”號月球車超額完成任務(wù)，停止工作，著陸器狀態(tài)良好?！坝裢谩碧栴A(yù)期服役3個月，但它一共在月球上工作了972天，超長服役2年多。

中國空間天文發(fā)展概況

中國宇航和空間技術(shù)的突飛猛進，也為相關(guān)科研領(lǐng)域帶來全新的發(fā)展機遇，點燃了國人追逐太空夢想的壯志豪情。各大高校、科研院所都全力以赴投入空間科研的熱潮之中?！疤鞂m2”號搭載的空間實驗室，在短短2年時間內(nèi)，已經(jīng)取得了一大批優(yōu)秀的實驗成果，在一些重點領(lǐng)域，例如微重力環(huán)境下的生命活動、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面，都獲得了全新的認(rèn)知。放眼太空科學(xué)藍圖，空間天文觀測無疑是其中最具挑戰(zhàn)性、最考驗國家整體科技實力的一個領(lǐng)域。一架合格的空間望遠鏡，不僅要通過一系列地面測試，還要能夠在充滿輻射的嚴(yán)苛太空環(huán)境中精確、穩(wěn)定、持久地運行，屏蔽各種干擾因素，采集到盡可能純凈的觀測數(shù)據(jù)，并完整發(fā)送到地面接收系統(tǒng)。這些技術(shù)要求都需要雄厚的研發(fā)實力和許多科研工程機構(gòu)之間的精準(zhǔn)協(xié)作。美國和歐洲從20世紀(jì)80年代就開始不斷研制和發(fā)射各種不同波段的天文觀測設(shè)備，90年代的哈勃空間望遠鏡成為空間天文史上的集大成之作，極大拓展了人類對星際空間和整個宇宙結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。

與地面觀測相比，空間天文存在三方面的巨大優(yōu)勢。首先是完全擺脫了大氣層對空間電磁信號的吸收和干擾，可以將觀測波長拓寬至整個電磁波譜范圍，并獲得絕對清晰的圖像；其次是天體不再有東升西落和地理緯度的限制，可自由對整個天空進行長時間觀測；第三，一些小型探測器的指向操控非常靈活，可以迅速對短暫的天體爆發(fā)現(xiàn)象做出反應(yīng)，及時獲取數(shù)據(jù)，捕捉潛在的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。正是基于以上原因，發(fā)達國家長期以來不遺余力地開展空間天文觀測研究。

與歐美相比，中國的空間天文觀測研究雖然起步較晚，但一直與航天工程保持著緊密同步的迅速發(fā)展。2001年，“神舟2”號搭載了中國第一批天文觀測儀器進入太空，用于監(jiān)測太陽和宇宙天體的高能輻射。隨后，搭載探測器的任務(wù)先后在多個飛行器上完成，特別是“嫦娥2”號搭載的高分辨率相機不僅獲得了迄今最為清晰的月球表面照片，而且在其后的實驗中近距離地完成了對小行星4179的觀測（最近距離僅為3.2千米）?！版隙?”號在完成探月任務(wù)后即飛往在天文研究中有極其重要意義的、距離地球約150萬千米的地球一太陽系統(tǒng)的第二拉格朗日點，進行科學(xué)考察任務(wù)，成為一部“專職”的空間探測設(shè)備。