文/楊詩瑞

▲ “天問一號”著陸火星效果圖

▲ 世界最大推力整體式固體火箭發(fā)動機(jī)試車成功

▲ 長征七號運(yùn)載火箭成功托舉天舟三號貨運(yùn)飛船升空

2021 年，中國航天勇攀科技高峰，服務(wù)國家發(fā)展大局，取得一系列標(biāo)志性工程突破、里程碑式科技創(chuàng)新，長征火箭完成第400 次發(fā)射任務(wù)，載人航天空間站工程進(jìn)入關(guān)鍵實施階段，“天問一號”實現(xiàn)我國首次火星“繞、落、巡”探測，“羲和號”開啟“探日時代”，以優(yōu)異成績獻(xiàn)禮建黨百年。

2021 年也是“十四五”開局之年，站在新的歷史起點(diǎn)上，中國航天團(tuán)結(jié)協(xié)作、厚積薄發(fā)，夯實建設(shè)航天強(qiáng)國根基，一步一個腳印開啟星際探測新征程，向世界展示了強(qiáng)大的中國精神、中國力量和中國風(fēng)采。

航天運(yùn)輸系統(tǒng)

2021 年1 月20 日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭，成功將天通一號03 星發(fā)射升空，航天發(fā)射迎來開門紅；12 月10 日，長征四號乙運(yùn)載火箭成功將實踐六號05 組衛(wèi)星送入太空，長征火箭完成第四個100 次發(fā)射。2021 年，中國航天發(fā)射50 多次，發(fā)射次數(shù)、發(fā)射載荷數(shù)量和質(zhì)量再創(chuàng)新紀(jì)錄，發(fā)射次數(shù)繼續(xù)穩(wěn)居全球第一，中國速度和中國力量舉世矚目。

王牌火箭持續(xù)建功，新一代運(yùn)載火箭逐漸擔(dān)當(dāng)主力。長二丙、長三乙、長四乙、長四丙等王牌火箭完成30 余次航天發(fā)射，繼續(xù)擔(dān)當(dāng)重任。長征五號乙、長征六號、長征七號等新一代長征運(yùn)載火箭系列完成10 余次發(fā)射任務(wù)，我國進(jìn)入空間能力進(jìn)一步提升。

重復(fù)使用運(yùn)載器首飛取得圓滿成功。亞軌道重復(fù)使用演示驗證項目運(yùn)載器在酒泉點(diǎn)火起飛，按照設(shè)定程序順利完成飛行，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機(jī)場，取得圓滿成功。首飛試驗為我國重復(fù)使用天地往返航天運(yùn)輸技術(shù)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)，向?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展和自主可控邁出堅實步伐。

先進(jìn)發(fā)動機(jī)技術(shù)取得重要突破。

我國自主研發(fā)的推力最大固體火箭發(fā)動機(jī)試車成功，該發(fā)動機(jī)為目前世界上推力最大、可工程化應(yīng)用的整體式固體火箭發(fā)動機(jī)，直徑3.5 米，推力500 噸，采用高性能纖維復(fù)合材料殼體、高裝填整體澆注成型燃燒室、超大尺寸噴管等多項先進(jìn)技術(shù)，綜合性能世界領(lǐng)先。我國新型運(yùn)載火箭一級液氧箱靜力件貯箱成功合零，貯箱總長21 米，直徑3.8 米，是國內(nèi)最大整體成形箱底，標(biāo)志著新型運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)研制完成里程碑式節(jié)點(diǎn)。

火箭發(fā)射保障能力不斷提高。長二丙火箭在7 月19 日發(fā)射任務(wù)中搭載整流罩傘控系統(tǒng)，首次采取高空開傘方案，進(jìn)一步驗證整流罩落區(qū)控制技術(shù)；在8 月24 日發(fā)射任務(wù)中首次采用直徑4.2 米整流罩，提供更大衛(wèi)星承載空間，首次使用中心承力筒，減小衛(wèi)星分離風(fēng)險。長六火箭提供商業(yè)“拼車”發(fā)射服務(wù)，成功將3 顆民用衛(wèi)星和6 顆商業(yè)衛(wèi)星送入軌道。長三乙火箭成功開展基于300 平方米可控翼傘的助推器落區(qū)控制飛行搭載驗證，為火箭子級可控回收。長七遙四火箭在9 月20 日發(fā)射任務(wù)中全程使用天基測控方式，首次實現(xiàn)無測量船參與測控。

載人航天

載人航天空間站工程是我國航天領(lǐng)域規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的國家重大工程，也是2021 年中國航天的重中之重。2021 年，中國載人航天工程完成5 次發(fā)射任務(wù)，中國空間站在軌組建，神舟十二號載人飛行任務(wù)圓滿完成、十三號任務(wù)順利推進(jìn)，中國航天開啟了空間站建設(shè)新時代。

拉開中國空間站建設(shè)大幕。4 月29 日，天和核心艙由長征五號B 運(yùn)載火箭送入預(yù)定軌道，標(biāo)志著中國空間站在軌組裝建造全面展開，為后續(xù)關(guān)鍵技術(shù)驗證和空間站組裝建造順利實施奠定了堅實基礎(chǔ)。中國是世界上第三個獨(dú)立建造空間站的國家，2021 年我國圓滿完成天和核心艙，以及天舟二號、神舟十二號、天舟三號和神舟十三號飛船5 次發(fā)射任務(wù)。目前，核心艙、2 艘貨運(yùn)飛船、1 艘載人飛船4個飛行器空間站組合體在軌穩(wěn)定運(yùn)行，功能性能正常，設(shè)備狀態(tài)良好。

▲ 神舟十二號飛船發(fā)射

載人飛行任務(wù)改變太空格局，中國航天員不斷刷新紀(jì)錄。神舟十二號和十三號載人飛船發(fā)射成功，中國航天員不斷刷新在中國空間站3 個月和6 個月長期駐留的紀(jì)錄，3 次出艙活動取得圓滿成功，打破了過去幾十年來由美俄主導(dǎo)的人類在太空長期存在的太空格局。聶海勝三入太空，成為首位在軌100 天的中國航天員，王亞平成為進(jìn)駐中國空間站的首位女性和我國首位出艙的女航天員。

開展空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證。天宮空間站建造分為空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證和空間站建造兩個階段，神舟十二號任務(wù)是空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段第四次任務(wù)，進(jìn)一步驗證了我國載人天地運(yùn)輸系統(tǒng)的功能和性能，全面驗證航天員長期駐留保障技術(shù)，在軌驗證航天員借助機(jī)械臂完成出艙活動及艙外操作的能力，并首次檢驗東風(fēng)著陸場的搜索回收能力。

神舟十三號任務(wù)是空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段的收官之戰(zhàn)，更加全面地考核工程各系統(tǒng)執(zhí)行空間站任務(wù)的功能性能，以及系統(tǒng)間的匹配性與協(xié)調(diào)性。神舟十三號任務(wù)開展了機(jī)械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位、手控遙操作等空間站組裝建造關(guān)鍵技術(shù)試驗，進(jìn)一步驗證了航天員在軌駐留6 個月的健康、生活和工作保障技術(shù)，開展了航天醫(yī)學(xué)、微重力物理領(lǐng)域等科學(xué)技術(shù)試驗與應(yīng)用，組織了多樣化科普教育活動。

飛行任務(wù)刷新技術(shù)新高度?！吧裰凼枴庇脮r6.5 小時，首次實現(xiàn)載人飛船與空間站自主快速交會對接，航天員首次借助機(jī)械臂進(jìn)行太空行走，首次驗證了再生生保系統(tǒng)，進(jìn)行航天員自身健康管理，首次具備從不同高度軌道返回著陸場的能力?！吧裰凼枴笔状螌崿F(xiàn)與空間站的徑向交會對接，首次具備天地結(jié)合多重保證的應(yīng)急救援能力。

深空探測

深空探測持續(xù)取得新突破，邁出我國星際探測征程的新步伐?！疤靻栆惶枴睂崿F(xiàn)從地月系到行星際的跨越，在火星上首次留下中國人的印跡；嫦娥五號軌道器啟動拓展任務(wù)；“羲和號”成為我國首個太陽探測衛(wèi)星。從月球到火星再到太陽，中國探索宇宙的邊界不斷拓展。

“天問一號”成功實施“繞落巡”。

2 月10 日，天問一號探測器成功實施火星捕獲，第一步“環(huán)繞火星”目標(biāo)順利達(dá)成；5 月15 日，天問一號著陸巡視器與環(huán)繞器分離，在火星北半球烏托邦平原上軟著陸成功，我國首次實現(xiàn)地外行星著陸，成為世界上第二個著陸火星的國家；5 月22 日，祝融號火星車安全駛離著陸平臺，到達(dá)火星表面，開始巡視探測，我國火星環(huán)繞、著陸與巡視探測任務(wù)目標(biāo)全部達(dá)成。

▲ 天問一號探測器拍攝的高清火星影像圖

“天問一號”環(huán)繞探測著眼于開展火星全球性、整體性和綜合性的詳查探測，建立火星總體性和全局性的科學(xué)認(rèn)知。巡視探測專注于火星表面重點(diǎn)地區(qū)的高精度、高分辨的精細(xì)探測和就位分析。通過環(huán)繞器與巡視器的獨(dú)立探測和天地協(xié)同探測，我國實現(xiàn)對火星的表面形貌、土壤特性、物質(zhì)成分、水冰、大氣電離層、磁場等的科學(xué)探測，取得一批重要的探測數(shù)據(jù)。

“嫦娥四號”“嫦娥五號”持續(xù)工作，不斷取得新的重要成果?！版隙鹚奶枴薄谤o橋”中繼星在軌穩(wěn)定運(yùn)行超過3 年，為著陸器和巡視器提供穩(wěn)定可靠的中繼通信支持。9 月30 日，玉兔二號月球車完成喚醒設(shè)置，進(jìn)入第35 個月晝和第1000 個工作日，創(chuàng)造了月背工作新紀(jì)錄。根據(jù)“嫦娥四號”和“玉兔二號”提供的探測數(shù)據(jù)，科學(xué)家們不斷深入探索月球背面的各類科學(xué)問題。

▲ 航天員出艙

完成采樣返回任務(wù)后，嫦娥五號軌道器于3 月15 日進(jìn)入“日地拉格朗日L1 點(diǎn)”軌道，成為我國首顆進(jìn)入日地L1 點(diǎn)探測軌道的航天器，開展第一階段拓展任務(wù)，驗證從地球軌道前往和環(huán)繞日地L1 點(diǎn)的軌控技術(shù)，探測日地L1 點(diǎn)的輻射、光照等空間環(huán)境參數(shù)，并進(jìn)行相關(guān)通信測試，為后續(xù)空間任務(wù)打下良好基礎(chǔ)。

“羲和號”開啟中國“探日時代”。

10月14日，我國首顆太陽探測衛(wèi)星“羲和號”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，運(yùn)行于距地球517 千米的太陽同步軌道，標(biāo)志我國正式進(jìn)入“探日時代”?！棒撕吞枴比Q為太陽Hα 光譜探測與雙超平臺科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星，實現(xiàn)國際首次太陽Hα 波段光譜成像探測，并首次提出天文光譜測速導(dǎo)航新方法和新技術(shù)，推動了我國空間技術(shù)與空間科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。此外，“羲和號”標(biāo)志我國自主研發(fā)的超高指向精度、超高穩(wěn)定度“雙超”衛(wèi)星結(jié)構(gòu)平臺順利進(jìn)入應(yīng)用階段，推動我國高精度衛(wèi)星平臺技術(shù)跨越性發(fā)展。

▲ “祝融號”行駛路線圖

▲ 嫦娥五號軌道器成功進(jìn)入“日地拉格朗日L1點(diǎn)”軌道

▲ 羲和號衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星

通信、遙感、科學(xué)實驗等衛(wèi)星系統(tǒng)更新?lián)Q代、補(bǔ)充完善，逐漸建成技術(shù)先進(jìn)、全球覆蓋、高效運(yùn)行的國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施體系，滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技發(fā)展需要，服務(wù)社會生產(chǎn)生活。

加快布局衛(wèi)星通信。天通一號03星發(fā)射升空，與地面移動通信系統(tǒng)共同構(gòu)成天地一體化移動通信網(wǎng)絡(luò)，為中國與周邊及廣大海域用戶提供全天候、全天時移動通信服務(wù)。天鏈一號05 星發(fā)射升空，我國第一代數(shù)據(jù)中繼系列衛(wèi)星圓滿收官，建成世界上第二個具有全球覆蓋能力的中繼衛(wèi)星通信系統(tǒng)，為航天器用戶和相關(guān)平臺等其他用戶提供數(shù)據(jù)中繼、測控信息傳輸和測定軌服務(wù)。

“中星2E”“中星9B”發(fā)射升空，向全國提供廣播電視及寬帶多媒體等傳輸業(yè)務(wù)。通信技術(shù)試驗衛(wèi)星六號、七號衛(wèi)星先后發(fā)射，用于衛(wèi)星通信、廣播電視、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)和相關(guān)技術(shù)試驗驗證。我國寬帶互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星計劃“星網(wǎng)”首批試驗衛(wèi)星融合試驗衛(wèi)星01/02 星入軌，開啟國家新一代空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)歷程。

綜合對地觀測體系持續(xù)完善。遙感三十號、三十一號和三十二號系列多組衛(wèi)星發(fā)射升空，采用多星組網(wǎng)模式，主要開展電磁環(huán)境探測及相關(guān)技術(shù)試驗。遙感三十四號光學(xué)遙感衛(wèi)星、我國首顆民用亞米級光學(xué)傳輸型立體測繪衛(wèi)星高分十二號02 星、天繪二號02 組衛(wèi)星發(fā)射升空，主要用于國土普查、城市規(guī)劃、土地確權(quán)、路網(wǎng)設(shè)計、農(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。

微波遙感衛(wèi)星高分三號02 星發(fā)射升空，實現(xiàn)我國合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)從示范應(yīng)用到業(yè)務(wù)化應(yīng)用的過渡，滿足海洋、應(yīng)急管理、國土、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、氣象等多個行業(yè)應(yīng)用需求。高光譜觀測衛(wèi)星高分五號02 星發(fā)射升空，全面提升我國大氣、水體、陸地的高光譜觀測能力，滿足我國在環(huán)境綜合監(jiān)測等方面的迫切需求。

氣象、海洋衛(wèi)星升級換代。海洋二號D 衛(wèi)星發(fā)射升空，與在軌運(yùn)行的海洋二號B 和C 三星組網(wǎng)，構(gòu)建起我國首個海洋動力環(huán)境衛(wèi)星星座，形成全天候、全天時、高頻次全球大中尺度的海洋動力環(huán)境監(jiān)測體系，為我國預(yù)警預(yù)報海洋災(zāi)害、可持續(xù)開發(fā)和利用海洋資源、有效應(yīng)對全球氣候變化等提供精準(zhǔn)的海洋動力環(huán)境信息。風(fēng)云四號B 星發(fā)射升空，與風(fēng)云四號A星共同實現(xiàn)我國新一代靜止軌道衛(wèi)星雙星組網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)行。風(fēng)云三號E 發(fā)射升空，為全球提供全天時、全天候、三維、全譜段、高精度、定量化的氣象探測信息，主要用于氣象預(yù)報、氣候預(yù)測、環(huán)境監(jiān)測和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。

空間環(huán)境和科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星快速發(fā)展。我國發(fā)射多顆衛(wèi)星，涵蓋空間環(huán)境監(jiān)測、科學(xué)和技術(shù)試驗等方面?！霸囼灳盘枴焙驮囼灹?3 星開展空間環(huán)境監(jiān)測等新技術(shù)在軌驗證試驗，“試驗十一號”用于國土普查、城市規(guī)劃、農(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域，“實踐二十一號”用于空間碎片減緩技術(shù)試驗驗證，廣目地球衛(wèi)星開展了高層大氣、地球輻射源帶、地球磁層、宇宙線、太陽輻射源等空間自然環(huán)境的科學(xué)探測和科學(xué)研究，太空試驗1 號天健衛(wèi)星主要用于開展基于故障注入的衛(wèi)星智能健康管理新技術(shù)試驗驗證。

商業(yè)航天

商業(yè)航天快速發(fā)展，運(yùn)載火箭、低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、商業(yè)遙感等領(lǐng)域迅速推進(jìn)，商業(yè)模式創(chuàng)新發(fā)展，產(chǎn)業(yè)體系初具規(guī)模，成為國家航天力量的有力補(bǔ)充。

商業(yè)發(fā)射能力持續(xù)發(fā)展。零壹空間公司OS-X6B 新型智能亞軌道火箭發(fā)射成功，完成多項關(guān)鍵技術(shù)驗證，該型火箭為航空航天技術(shù)驗證用飛行試驗平臺，已完成2 次商業(yè)服務(wù)。星河動力公司研制的谷神星一號遙二火箭在酒泉發(fā)射升空，將搭載的5 顆小衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。陜西華羿鴻達(dá)科技發(fā)展有限公司研制的“華羿一號”亞軌道火箭成功發(fā)射“靈巧號”和“火種一號”空間實驗載荷。

運(yùn)載火箭技術(shù)取得新突破。九州云箭公司“龍云”80 噸級液氧甲烷發(fā)動機(jī)完成多次啟動熱試車考核，向可回收及重復(fù)使用邁出堅實步伐。星際榮耀公司雙曲線二號驗證型火箭完成一級主動段及返回段飛行控制系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)聯(lián)合試車。中科宇航動力公司的“玄鳶一號”20 噸級液氧煤油火箭發(fā)動機(jī)全系統(tǒng)試車圓滿成功。

商業(yè)衛(wèi)星制造迅速發(fā)展。浙江臺州星空智聯(lián)衛(wèi)星工廠首臺套產(chǎn)品正式下線，吉利商業(yè)衛(wèi)星步入批量化生產(chǎn)階段。該公司采取柔性化生產(chǎn)方式，可以靈活滿足通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星等不同型號規(guī)格的衛(wèi)星總裝、集成與測試，未來將具備年產(chǎn)衛(wèi)星500 顆的生產(chǎn)能力。

▲“仰望一號”拍攝太空中幽靈

商業(yè)衛(wèi)星服務(wù)領(lǐng)域不斷拓展。仰望一號衛(wèi)星發(fā)射升空，是國內(nèi)首個光學(xué)波段的商業(yè)天文衛(wèi)星，搭載可見光、紫外大視場天文望遠(yuǎn)鏡載荷。低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座“天啟星座”加速部署，初步形成天地一體綜合信息服務(wù)能力。北京三號、吉林一號等商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)射升空，進(jìn)一步提升地面影像獲取的質(zhì)量、分辨率和定位精度，為國土資源、礦產(chǎn)開發(fā)、智慧城市建設(shè)等行業(yè)提供遙感服務(wù)。

商業(yè)航天測控業(yè)務(wù)建設(shè)取得里程碑突破。寰宇衛(wèi)星測控與數(shù)據(jù)應(yīng)用有限公司成功完成10 月14 日實踐二十一號衛(wèi)星發(fā)射測控任務(wù)，商業(yè)衛(wèi)星測控業(yè)務(wù)得到實踐檢驗。該公司歷時3 年在新疆喀什、黑龍江雞西、海南東方部署6 套S/X/Ka 頻段大口徑天線設(shè)備，能夠為衛(wèi)星提供早期軌道段、在軌測試階段和長期測控管理服務(wù)。

2022 年，中國航天將開啟更高質(zhì)量、更高效率、更高效益的發(fā)展新征程，實現(xiàn)多個領(lǐng)域并跑、領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展。長征火箭向第五個100 次發(fā)射邁進(jìn)；中國載人航天工程全面轉(zhuǎn)入空間站建造階段，將實施6 次飛行任務(wù)，完成空間站三艙組合體建造；“夸父”天基太陽天文臺將要升空，繼續(xù)拓展太陽探測；應(yīng)用衛(wèi)星繼續(xù)加快布局，構(gòu)建覆蓋全球、天地一體的信息網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。中國航天將以創(chuàng)新實干推動事業(yè)發(fā)展，不斷創(chuàng)造更加美好的未來，為人類和平利用太空作出新的更大貢獻(xiàn)。

▲ 寰宇衛(wèi)星測控站