毛新愿

2020年，是人類面臨眾多前所未有的巨大挑戰(zhàn)的一年。2020年，又是中國(guó)航天不斷創(chuàng)造奇跡的一年。盤點(diǎn)中國(guó)航天“超級(jí)2020”，這些高光時(shí)刻值得銘記。

1.嫦娥五號(hào)，完美完成中國(guó)航天史上最復(fù)雜任務(wù)

2004年正式啟動(dòng)的嫦娥探月工程，計(jì)劃通過(guò)“繞、落、回”三步走發(fā)展戰(zhàn)略全方位研究月球。隨著嫦娥一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)T1試驗(yàn)器等任務(wù)的順利實(shí)施，標(biāo)志嫦娥工程成功完成環(huán)繞和著陸兩大月球探索使命，并實(shí)現(xiàn)了人類首次軟著陸和巡視月球背面的壯舉。

2020年11月24日，嫦娥五號(hào)發(fā)射成功，挑戰(zhàn)月球采樣返回。嫦娥五號(hào)探測(cè)器組合體總重達(dá)8.2噸，采用軌道器、返回器、著陸器、上升器聯(lián)合的方式探測(cè)月球，是人類無(wú)人探月史上最復(fù)雜、最重的探測(cè)器。

在經(jīng)歷了11個(gè)重大階段和關(guān)鍵步驟后，2020年12月17日，嫦娥五號(hào)成功返回，最終收獲了1731克樣本，不僅時(shí)隔44年（上一次月球采樣是1976年蘇聯(lián)的月球24號(hào)）為人類再次帶回月球樣品，而且樣品量超過(guò)了蘇聯(lián)三次無(wú)人采樣任務(wù)的樣品總重量（301克）。嫦娥五號(hào)的成功標(biāo)志著中國(guó)已全面掌握了無(wú)人地月往返系列技術(shù)。不僅如此，嫦娥五號(hào)還實(shí)現(xiàn)了中國(guó)航天五大技術(shù)突破：1.地外天體自動(dòng)采樣封裝；2.地外天體起飛并精準(zhǔn)入軌；3.月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接；4.攜帶月球樣本高速（接近11.2千米每秒的第二宇宙速度）返回地球；5.建立中國(guó)月球樣品的存儲(chǔ)、分析和研究系統(tǒng)。

2.北斗系統(tǒng)全面建成，精準(zhǔn)時(shí)空盡在手中

2020年6月23日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第55顆衛(wèi)星成功升空，標(biāo)志著歷時(shí)26年研發(fā)、經(jīng)歷三代系統(tǒng)、共計(jì)發(fā)射59顆衛(wèi)星的北斗系統(tǒng)，終于完成全部組網(wǎng)星座發(fā)射任務(wù)，正式建成！

在理論上，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能無(wú)限量為用戶提供全球覆蓋、全天候、全天時(shí)的高精度定位與授時(shí)服務(wù)，事關(guān)國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)研究等重要領(lǐng)域，是任何一個(gè)大國(guó)必須掌握的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

整個(gè)北斗建設(shè)過(guò)程分成了三步走策略，對(duì)應(yīng)北斗一號(hào)、二號(hào)和三號(hào)系統(tǒng)。其中，一號(hào)主要為試驗(yàn)系統(tǒng)；二號(hào)為區(qū)域服務(wù)系統(tǒng)；三號(hào)為最終定型的全球服務(wù)并帶有區(qū)域增強(qiáng)的系統(tǒng)。

北斗三號(hào)系統(tǒng)的30顆衛(wèi)星包括3顆GEO（靜止地球同步軌道）衛(wèi)星、3顆IGSO（傾斜地球同步軌道）衛(wèi)星和24顆MEO（中遠(yuǎn)地球軌道）衛(wèi)星，是人類現(xiàn)有導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)中最獨(dú)特的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能通過(guò)高軌衛(wèi)星導(dǎo)航和短報(bào)文功能重點(diǎn)為亞太地區(qū)提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

3.天問(wèn)一號(hào)，下一站火星

屈原曾在長(zhǎng)詩(shī)《天問(wèn)》中發(fā)出了“九天之際，安放安屬”“日月安屬，列星安陳”的曠世之問(wèn)。“熒惑”（火星）始終是中國(guó)古人最關(guān)心的行星之一。而今，火星則是人類研究行星科學(xué)和太陽(yáng)系演化史的核心參照，更是人類未來(lái)走向深空的突破目標(biāo)。

為此，中國(guó)航天正式啟動(dòng)了行星探測(cè)計(jì)劃—“天問(wèn)”。執(zhí)行第一站任務(wù)的就是去往火星的天問(wèn)一號(hào)。2020年7月23日，天問(wèn)一號(hào)搭乘長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭，從文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功升空，開(kāi)啟前往火星數(shù)億千米的旅程。它將在任務(wù)中挑戰(zhàn)“繞”“著”“巡”三大工程目標(biāo)。天問(wèn)一號(hào)將用其所攜帶的13項(xiàng)科學(xué)儀器，對(duì)火星進(jìn)行全方位研究，這將是近幾十年來(lái)人類火星探測(cè)技術(shù)復(fù)雜程度之最，將創(chuàng)造人類火星探測(cè)新紀(jì)錄。

目前，天問(wèn)一號(hào)已經(jīng)完成了多次軌道修正、深空機(jī)動(dòng)、星上載荷和儀器測(cè)試、太空自拍等復(fù)雜操作，預(yù)計(jì)于2月10日抵達(dá)火星附近開(kāi)始制動(dòng)，將在2021年農(nóng)歷新年為14億中國(guó)人獻(xiàn)上超級(jí)新年禮物。

4.高分專項(xiàng)建設(shè)收官，觀天測(cè)地明察秋毫

地球原本僅有一顆天然衛(wèi)星，進(jìn)入航天時(shí)代后，人類發(fā)射了上萬(wàn)顆人造衛(wèi)星并通過(guò)這些衛(wèi)星了解地球的方方面面。

高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》提出的重大專項(xiàng)之一，主要依靠衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)、全球覆蓋的對(duì)地觀測(cè)能力。從2013年4月26日發(fā)射的高分一號(hào)衛(wèi)星到2020年12月6日發(fā)射的高分十四號(hào)衛(wèi)星，歷時(shí)7年，中國(guó)高分衛(wèi)星專項(xiàng)系統(tǒng)建設(shè)成功收官。14個(gè)系列、20余顆衛(wèi)星組成的分布在地球靜止軌道和太陽(yáng)同步軌道的高分衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，幾乎覆蓋了航天領(lǐng)域所有對(duì)地觀測(cè)方式，如可見(jiàn)光、紅外、雷達(dá)等，為我國(guó)長(zhǎng)期穩(wěn)定地獲得高分辨率全球遙感信息提供重要保障，戰(zhàn)略意義明顯。

5.長(zhǎng)征五號(hào)B火箭，重載力士托起天上宮闕

運(yùn)載火箭是航天事業(yè)的基石，決定了一國(guó)航天發(fā)展的能力上限。長(zhǎng)征五號(hào)是我國(guó)目前最強(qiáng)大的重型任務(wù)運(yùn)載火箭。它將長(zhǎng)征火箭家族近地軌道運(yùn)力上限從8噸級(jí)提高到25噸級(jí)以上，能將東方紅五號(hào)平臺(tái)這類大型載荷發(fā)射到高軌，能執(zhí)行大型月球探測(cè)和火星探測(cè)任務(wù)等，是一個(gè)通用化、系列化、組合化的大型運(yùn)載火箭平臺(tái)。

起步于1992年的中國(guó)載人航天工程，2021年將迎來(lái)最為關(guān)鍵的時(shí)刻，即全面建造天宮空間站。為此，長(zhǎng)征五號(hào)要專門定制一個(gè)型號(hào)，負(fù)責(zé)實(shí)施近地軌道20～25噸級(jí)重載任務(wù)，這就是長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭。相較于長(zhǎng)征五號(hào)，它采取一級(jí)半的“矮胖緊實(shí)”布局，采用更大的整流罩，重點(diǎn)服務(wù)于天宮空間站核心艙和實(shí)驗(yàn)艙。

2020年5月5日，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功首飛，為2021年全面開(kāi)啟天宮空間站建設(shè)創(chuàng)造了有利條件。

6.新一代載人飛船，突破天宮走入深空

神舟飛船是我國(guó)載人航天工程的功勛飛船，采用三艙式（推進(jìn)艙、軌道艙和返回艙）構(gòu)型。中國(guó)航天人通過(guò)11次任務(wù)成功掌握了載人航天的各項(xiàng)核心技術(shù)。然而，面對(duì)未來(lái)“星辰大?！钡妮d人探測(cè)夢(mèng)想，現(xiàn)有載人飛船的不足愈發(fā)明顯，如僅能運(yùn)送3名航天員、貨運(yùn)能力有限、一次性使用、壽命較短、功能和拓展性有限，極有必要研究下一代載人飛船。

2020年5月5日，新一代載人飛船試驗(yàn)船隨著長(zhǎng)征五號(hào)B火箭成功首飛。它采用最新的兩艙式（推進(jìn)艙、返回艙）布局，效率更高，技術(shù)更先進(jìn)，容量更大，最多能搭載7名航天員，擁有較強(qiáng)的貨運(yùn)能力，在太空中使用壽命更長(zhǎng)。通過(guò)模塊化和通用化設(shè)計(jì)，它可以通過(guò)更換隔熱模塊實(shí)現(xiàn)多次低成本重復(fù)使用。群傘氣囊緩沖設(shè)計(jì)大幅提升了回收過(guò)程的舒適性和安全性。為適應(yīng)不同任務(wù)需求，新載人飛船試驗(yàn)船設(shè)計(jì)了大、小兩個(gè)版本。由于飛船整體隔熱能力大幅提升，它足以適應(yīng)包括載人登月在內(nèi)的載人深空探測(cè)計(jì)劃。這些優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了神舟飛船的核心指標(biāo)，也使其成為目前世界上最先進(jìn)的新一代載人飛船之一。

7.長(zhǎng)征八號(hào)火箭，彌補(bǔ)空白期待回收

長(zhǎng)征火箭家族目前處在從傳統(tǒng)的二/三/四系列逐漸更新為五/六/七/八/十一等系列的過(guò)程中，存在的不足是：在太陽(yáng)同步軌道和極地軌道的運(yùn)輸能力和性價(jià)比較低，而這兩種軌道事關(guān)核心的遙感、資源、氣象、科研、低軌通信等衛(wèi)星類型，任務(wù)眾多，業(yè)務(wù)量大；而且，國(guó)際同行已開(kāi)始布局使用火箭回收等技術(shù)進(jìn)一步降低成本，進(jìn)而占領(lǐng)商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)份額。我國(guó)亟需采用相應(yīng)火箭彌補(bǔ)這些空白。

2020年12月22日，長(zhǎng)征八號(hào)成功首飛。它主要依托長(zhǎng)征七號(hào)和長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭技術(shù)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，使用更加環(huán)保高效的液氧液氫和液氧煤油推進(jìn)劑組合，定位于中型載荷發(fā)射。在運(yùn)力方面，重點(diǎn)針對(duì)太陽(yáng)同步軌道和極地軌道實(shí)現(xiàn)不低于4.5噸的發(fā)射能力。與此同時(shí)，長(zhǎng)征八號(hào)將在未來(lái)逐漸驗(yàn)證火箭可回收技術(shù)，并通過(guò)高可靠性、通用化、準(zhǔn)備周期短、發(fā)射頻率高等設(shè)計(jì)，集中于高性價(jià)比的商業(yè)載荷發(fā)射任務(wù)，是長(zhǎng)征火箭家族圖譜中的重要支撐力量。

8.長(zhǎng)征十一號(hào)火箭，海上發(fā)射再創(chuàng)輝煌

長(zhǎng)征系列火箭主要依托于各類四氧化二氮/偏二甲肼、液氧液氫、液氧煤油等純液體推進(jìn)劑，固體推進(jìn)劑的應(yīng)用還有待開(kāi)發(fā)。由于儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)、準(zhǔn)備周期短，固體推進(jìn)劑火箭主要在特殊情況時(shí)做應(yīng)急使用。從發(fā)射場(chǎng)的角度，海上發(fā)射無(wú)火箭殘骸落區(qū)問(wèn)題、可移動(dòng)、可靠近赤道，能最大限度利用地球自轉(zhuǎn)慣性，是各大國(guó)都會(huì)儲(chǔ)備的重要火箭發(fā)射技術(shù)。

采用純固體推進(jìn)劑的長(zhǎng)征十一號(hào)火箭填補(bǔ)了上述空白。乍一看它是個(gè)“小不點(diǎn)”，火箭長(zhǎng)21米、直徑2米、重58噸，運(yùn)力在0.5～0.7噸級(jí)別（太陽(yáng)同步/低軌軌道），但它的戰(zhàn)略意義非常重要。它的絕活在于能以很低成本執(zhí)行小型載荷的一箭多星任務(wù)，并適用于各種陸地固定發(fā)射場(chǎng)、移動(dòng)發(fā)射場(chǎng)和海上發(fā)射場(chǎng)等環(huán)境。2020年，長(zhǎng)征十一號(hào)火箭在酒泉、西昌、黃海（移動(dòng)平臺(tái)）均進(jìn)行了發(fā)射，其中依托海上平臺(tái)的發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了一箭九星的壯舉。迄今，長(zhǎng)征十一號(hào)火箭共計(jì)發(fā)射11次，全部獲得成功！

9.嫦娥玉兔鵲橋，持續(xù)突破探月紀(jì)錄

嫦娥系列探月任務(wù)，不僅以“嫦娥”（軌道器和著陸器）、“玉兔”（巡視器）、“鵲橋”（嫦娥四號(hào)中繼星）和“廣寒宮”（嫦娥三號(hào)著陸地）等浪漫而引人聯(lián)想的名字知名，更以其不斷創(chuàng)造的新紀(jì)錄而廣受國(guó)際科研界關(guān)注。

其中，嫦娥三號(hào)在2013年著陸月球，至今仍保持一定程度的工作狀態(tài)。2019年初，嫦娥四號(hào)和玉兔二號(hào)著陸月球背面，一直正常工作至今，已完成了26個(gè)月球日夜（月球的一天約為地球上的28天）的工作。不僅如此，它們是人類唯一著陸月球背面的著陸器和巡視器。玉兔二號(hào)行駛距離超過(guò)600米，服務(wù)于它們的中繼衛(wèi)星—鵲橋號(hào)也一直保持良好的工作狀態(tài)。最新發(fā)射的嫦娥五號(hào)任務(wù)軌道器，在完成運(yùn)送返回器和月球樣本到地球附近的任務(wù)后，又利用剩余推進(jìn)劑繼續(xù)前往距離地球150萬(wàn)千米的日地拉格朗日點(diǎn)。

嫦娥探月工程，取得了人類航天眾多新紀(jì)錄，而且這些紀(jì)錄每天都在更新……

10.商業(yè)航天，高歌猛進(jìn)前途可期

進(jìn)入21世紀(jì)后，以SpaceX和藍(lán)色起源為代表的商業(yè)航天企業(yè)開(kāi)始崛起，成為人類航天事業(yè)高速發(fā)展中的一大亮點(diǎn)。中國(guó)作為航天大國(guó)，也孕育出了一批優(yōu)秀的商業(yè)航天企業(yè)，它們?cè)?020年不斷突破紀(jì)錄。

在業(yè)務(wù)領(lǐng)域，星河動(dòng)力“谷神星一號(hào)”衛(wèi)星首飛成功，且進(jìn)入太陽(yáng)同步軌道；長(zhǎng)光衛(wèi)星高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星星座進(jìn)展迅速；銀河航天5G通信低軌衛(wèi)星成功測(cè)試；天儀研究院等進(jìn)入民用SAR衛(wèi)星領(lǐng)域……

在發(fā)展?jié)摿Ψ矫妫请H榮耀、藍(lán)箭航天等公司在不斷突破液氧甲烷火箭可復(fù)用發(fā)動(dòng)機(jī)的試車進(jìn)展，將于2021年首次發(fā)射液體推進(jìn)劑火箭。

2020年，中國(guó)航天既有輝煌的成功，也有包括長(zhǎng)征七號(hào)甲火箭首飛、長(zhǎng)三乙火箭、快舟商業(yè)火箭發(fā)射失利等遺憾。天可補(bǔ)，海可填，南山可移。日月既往，不可復(fù)追。2021年，天問(wèn)一號(hào)將抵達(dá)火星、天宮空間站將全面開(kāi)建、長(zhǎng)征火箭家族將繼續(xù)擴(kuò)容（長(zhǎng)六甲等）、數(shù)型民營(yíng)火箭和衛(wèi)星也將有新突破，讓我們共同期待中國(guó)航天超級(jí)2021！