本刊記者
“可上九天攬月,可下五洋捉鱉。”近幾年,人們常用這句話形容我國在深空、深海領(lǐng)域取得的科技成果。航天及深海探測是當(dāng)今世界高科技能力和水平的重要載體,是一個國家綜合國力的標(biāo)志。2012年,中國神舟九號載人飛船成功發(fā)射,同年中國自主研制的蛟龍?zhí)査⑿铝松詈]d人潛水器世界載人深潛紀(jì)錄。2012年至今,中國航空、深海探測領(lǐng)域取得了哪些新的突破?
10年來,中國航天不斷取得重要成就:成為世界上第三個獨立掌握載人航天技術(shù)、獨立開展空間實驗、獨立進行出艙活動的國家;成為世界上第二個能夠?qū)⑻綔y器安全地送到火星表面的國家;在運載火箭技術(shù)、探月工程等領(lǐng)域取得巨大成績,并通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等項目持續(xù)服務(wù)國民經(jīng)濟。
我國載人航天發(fā)展戰(zhàn)略分“三步走”:第一步,發(fā)射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應(yīng)用實驗。第二步,突破航天員出艙活動技術(shù)、空間飛行器交會對接技術(shù),發(fā)射空間實驗室。第三步,建造空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。
2013年6月11日,神舟十號發(fā)射成功,并隨后與天宮一號目標(biāo)飛行器實現(xiàn)交會對接。
2016年10月17日,神舟十一號發(fā)射成功,并隨后與天宮二號空間實驗室成功交會對接。
2021年4月29日,中國空間站天和核心艙從海南文昌發(fā)射場發(fā)射入軌。核心艙的成功發(fā)射,標(biāo)志著我國正式拉開空間站建造的大幕,中國載人航天進入“空間站時代”。
2021年6月17日,神舟十二號成功發(fā)射,這是我國載人航天空間站階段首次載人飛行任務(wù)。3位航天員先后進入天和核心艙,標(biāo)志著中國人首次進入自己的空間站。
2021年10月16日,神舟十三號發(fā)射成功,這是中國迄今為止時間最長的載人飛行任務(wù)。神舟十三號載人飛船實現(xiàn)多個首次:首次與三艙組合體自主快速徑向交會對接,首次長期在軌停靠6個月,首次執(zhí)行應(yīng)急救援發(fā)射待命任務(wù),首次實施快速返回流程。
2022年6月5日,神舟十四號成功發(fā)射。 任務(wù)期間將全面完成以天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙為基本構(gòu)型的天宮空間站建造,建成國家太空實驗室??臻g站建成后,每年與載人飛船、貨運飛船對接若干次進行補給,在400千米左右的軌道高度上維持設(shè)計壽命10年的運行,我國也將成為世界上第三個能夠獨立研究和制造空間站的國家。
10年來,我國衛(wèi)星發(fā)射已經(jīng)常態(tài)化。到目前為止,我國發(fā)射成功的衛(wèi)星數(shù)量已經(jīng)位于世界第二,其中,我國發(fā)射的悟空號、墨子號、慧眼號等科學(xué)衛(wèi)星開啟了中國空間科學(xué)的新時代。
2015年12月,我國第一顆天文衛(wèi)星—悟空號發(fā)射成功。悟空號是一顆暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星,也是世界上迄今為止觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間宇宙線探測器,將中國的暗物質(zhì)探測提升至新的水平。
2016年8月,墨子號發(fā)射成功。這是全球第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星,圓滿完成了千公里級的星地雙向量子糾纏分發(fā)、量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)三大科學(xué)任務(wù),并結(jié)合“京滬干線”首次成功實現(xiàn)洲際量子保密通信,為我國繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
2017年6月,我國首顆X射線空間天文衛(wèi)星慧眼號發(fā)射成功。截至目前,慧眼號衛(wèi)星連續(xù)3次刷新了回旋吸收線能量測量的最高紀(jì)錄,表現(xiàn)出在探測天體高能X射線能譜方面具有國際領(lǐng)先的獨特能力。
中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),是繼美國全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2017年11月5日,中國第三代導(dǎo)航衛(wèi)星北斗三號首次發(fā)射,標(biāo)志著中國正式開始建造“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2018年12月,北斗三號基本系統(tǒng)完成建設(shè),開始提供全球服務(wù),這標(biāo)志著北斗系統(tǒng)服務(wù)范圍由區(qū)域擴展為全球,北斗系統(tǒng)正式邁入全球時代。2020年6月23日,中國北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功,標(biāo)志著中國自主知識產(chǎn)權(quán)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成。中國北斗,成為我國第一個面向全球提供公共服務(wù)的重大空間基礎(chǔ)設(shè)施,也是我國攀登科技高峰、邁向航天強國的重要里程碑。
探月工程是我國繼人造衛(wèi)星和載人航天之后的又一個重大工程,它還有一個更為動聽的別名—“嫦娥工程”。按照規(guī)劃,探月工程實施“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略,其中嫦娥一號和嫦娥二號完成第一步的任務(wù),主要是在月球近地軌道實行月面拍攝任務(wù),對月球的整體情況有一個大致了解。
2013年,嫦娥三號帶著我國首輛月球車玉兔一號造訪“廣寒宮”,實現(xiàn)月面軟著陸,“嫦娥”與“玉兔”互拍留影。這是我國航天器首次降落在地球以外的天體,我國也成為世界上第三個實現(xiàn)月面軟著陸和月面巡視探測的國家。
2018年,嫦娥四號成功升空。嫦娥四號是人類唯一著陸月球背面的探測器,實現(xiàn)了人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察,同時揭開了月球背面的神秘面紗。
2020年,嫦娥五號發(fā)射成功,挑戰(zhàn)月球采樣返回。時隔44年,人類再次帶回月球巖石樣本—1731克月壤樣品,這標(biāo)志著中國首次月球采樣返回任務(wù)圓滿完成,順利完成我國探月工程“繞、落、回”三步走的最后一步。這些成就奠定了本世紀(jì)前20年我國在無人月球探測領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
火星探測邁出了我國星際探測征程的重要一步,實現(xiàn)了從地月系到行星際的跨越。2020年7月23日,我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器在文昌航天發(fā)射場正式啟航。天問一號是中國第一個行星探測器,它重達5噸多,是迄今為止全球所有行星探測器中重量最大的一個。2021年5月15日,天問一號著陸巡視器祝融號成功著陸火星,這是我國第一次在地球之外的行星上著陸人造探測器。天問一號火星探測任務(wù)的最大挑戰(zhàn)在于火星“繞”(環(huán)繞)、“著”(降落軟著陸)、“巡”(移動巡視)三大工程目標(biāo)同時實施,以及對火星進行全方位研究,堪稱近幾十年來人類火星探測技術(shù)復(fù)雜度之最。在世界航天史上,天問一號不僅在火星上首次留下中國印跡,而且首次實現(xiàn)通過一次任務(wù)完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標(biāo),充分展現(xiàn)了中國航天人的智慧,標(biāo)志著我國在行星探測領(lǐng)域跨入世界先進行列。
火箭的能力有多大,航天的舞臺就有多大??梢哉f,中國航天科技的每項成就都首先歸功于長征系列運載火箭。從2012年至今,我國長征系列火箭發(fā)射了200多次。當(dāng)前,我國航天已進入高密度發(fā)射常態(tài)化階段,高密度發(fā)射的同時,一直保持著相當(dāng)高的成功率。近年來,我國新一代運載火箭集體亮相,逐漸在密集、復(fù)雜的航天任務(wù)中擔(dān)當(dāng)重任。2016年6月25日,中國新一代中型運載火箭—長征七號成功首飛。長征七號是新一代中型兩級液體捆綁式運載火箭,是為了滿足空間站工程發(fā)射貨運飛船而研制的新一代中型運載火箭。2016年11月3日,中國目前運載能力最大的火箭—長征五號成功首飛。長征五號是新一代大型兩級低溫液體捆綁式運載火箭。它將長征火箭家族近地軌道運力上限從8噸提到25噸以上,標(biāo)志著中國運載火箭實現(xiàn)升級換代,使中國運載火箭低軌和高軌的運載能力均躍升至世界第二。新一代運載火箭不僅采用無毒、無污染推進劑,而且運載能力倍增,使我國自主進入空間能力大幅提高。長征系列新一代運載火箭成功完成多次重大航天任務(wù),將我國首個空間站核心艙、嫦娥五號月球探測器、天問一號火星探測器、天舟貨運飛船等“國之重器”送入太空。
自10年前蛟龍?zhí)柹詈]d人潛水器創(chuàng)造了下潛7062米的世界紀(jì)錄,10年來,隨著深海勇士號、奮斗者號、海斗一號等深海潛水器的成功研制與投入使用,我國已經(jīng)站在深海前沿科學(xué)研究、深海資源勘查、深海環(huán)境調(diào)查等領(lǐng)域的國際前沿。目前,我國已擁有蛟龍?zhí)枴⑸詈S率刻?、奮斗者號3臺深海載人潛水器,還有海斗號、潛龍?zhí)枴⒑Q嗵?、海翼號和海龍?zhí)柕认盗袩o人潛水器,實現(xiàn)了載人、無人深海探測器的全海探測。
深海勇士號是中國第二臺深海載人潛水器。2017年,深海勇士號在南海完成全部海上試驗任務(wù),它的設(shè)計和制造都立足國內(nèi),國產(chǎn)化率達 95%以上。從蛟龍?zhí)柕缴詈S率刻?,進一步提升了我國載人深潛核心技術(shù)及關(guān)鍵部件自主創(chuàng)新能力,有力推動了深潛裝備譜系化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)體系的建立,實現(xiàn)了我國載人深潛由集成創(chuàng)新向全面自主創(chuàng)新的歷史性跨越。
2020年11月,萬米級載人潛水器奮斗者號在馬里亞納海溝成功坐底10909米,創(chuàng)造了中國載人深潛的新紀(jì)錄。這意味著,我國載人深海潛水器技術(shù)在任何海域都沒有禁區(qū)了。奮斗者號融合了之前兩代深潛裝備的“優(yōu)良血統(tǒng)”,不僅采用了安全穩(wěn)定、動力強勁的能源系統(tǒng),還擁有更加先進的控制系統(tǒng)和定位系統(tǒng),以及更加耐壓的載人球艙和浮力材料。截至目前,奮斗者號已完成20余次萬米下潛,我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛人數(shù)居世界首位。
2020年5月,海斗一號全海深自主遙控潛水器勝利挺進全球最深海區(qū)—馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵,成功完成4次萬米下潛和試驗性應(yīng)用,率先實現(xiàn)我國“十三五”全海深重大裝備研制、海試和試驗性應(yīng)用,填補了我國萬米作業(yè)型潛水器空白。海斗一號萬米深潛成功,作為我國海洋技術(shù)領(lǐng)域的一個里程碑,標(biāo)志著我國跨入全海深探測與作業(yè)的新時代,為我國海洋強國戰(zhàn)略做出了重大貢獻。