[c702東方紅 C702]中國航天技術(shù)的突破性發(fā)展
中國航天技術(shù)的突破性發(fā)展
“天宮一號(hào)”空間站概念圖
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 自 1956 年 10 月中國組建導(dǎo)彈研究機(jī)構(gòu)——國防部第五研究院(以下簡稱“國防部五院”)起,中國航天事業(yè)從無到有,從弱到強(qiáng),中國逐步躋身世界航天大國行列。中國航天事業(yè)發(fā)展從導(dǎo)彈開始起步,導(dǎo)彈研究經(jīng)歷了從近程到中程、從遠(yuǎn)程到洲際、從液體到固體、從固體到機(jī)動(dòng)、從陸基到潛射、從第一代到第二代的發(fā)展道路,形成了綜合性的戰(zhàn)略核打擊能力。在“兩彈一星”基礎(chǔ)上,中國進(jìn)一步完善并發(fā)展出系列運(yùn)載火箭,開始了科學(xué)衛(wèi)星、應(yīng)用衛(wèi)星的系列化發(fā)展,產(chǎn)生了強(qiáng)大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。20 世紀(jì) 80 年代以后,中國啟動(dòng)并實(shí)施了多項(xiàng)重大航天工程,包括載人航天工程、“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、“高分專項(xiàng)工程”和“嫦娥工程”,都取得了重大突破。
運(yùn)載火箭的系列發(fā)展
自 20 世紀(jì) 70 年代,中國先后研制成功“長征一號(hào)”“長征二號(hào)”“長征三號(hào)”和“長征四號(hào)”系列運(yùn)載火箭。20 世紀(jì) 80 年代后期,在上述型號(hào)基礎(chǔ)上又陸續(xù)研制了“長征二號(hào)E”“長征二號(hào)F”“長征三號(hào)甲”“長征三號(hào)乙”“長征四號(hào)甲”和“長征四號(hào)乙”等型號(hào)的運(yùn)載火箭,滿足了大容量應(yīng)用衛(wèi)星和載人飛船、空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)射的需要。進(jìn)入21世紀(jì),新一代“長征”系列火箭研制成功,運(yùn)載能力大為提高,可滿足發(fā)射大型載荷和空間站艙段的需要。
“長征”系列火箭的奠基
“長征一號(hào)”運(yùn)載火箭是在“東風(fēng)四號(hào)”導(dǎo)彈基礎(chǔ)上研制的,運(yùn)載能力低,只發(fā)射過兩顆衛(wèi)星。1965 年 8 月中央專委第十三次會(huì)議批準(zhǔn)中國科學(xué)院《關(guān)于發(fā)展我國人造衛(wèi)星工作規(guī)劃方案建議》,確定發(fā)展應(yīng)用衛(wèi)星為主的方針,其中遙感衛(wèi)星是重點(diǎn) 。1967 年 9 月,第七機(jī)械工業(yè)部(以下簡稱“七機(jī)部”)召開返回式衛(wèi)星方案論證會(huì),確定運(yùn)載火箭以“東風(fēng)五號(hào)”洲際導(dǎo)彈為基礎(chǔ)進(jìn)行改制,用于發(fā)射返回式衛(wèi)星。1970 年 6 月 5 日,周恩來主持召開中央專委會(huì)議,將火箭和返回式衛(wèi)星列為國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。1973 年 11 月,七機(jī)部第一研究院(以下簡稱“七機(jī)部一院”)將這種火箭命名為“長征二號(hào)”,其近地軌道運(yùn)載能力 1 800 千克。1974 年 11 月 5 日和 1975 年 11 月26 日,“長征二號(hào)”先后兩次發(fā)射返回式衛(wèi)星。1980 年,確定了“長征二號(hào)”改進(jìn)型“長征二號(hào)丙”的技術(shù)狀態(tài),運(yùn)載能力提高到 2 500 千克。
1970 年 6 月,七機(jī)部一院和中國空間技術(shù)研究院(五院)分別組織隊(duì)伍,開展運(yùn)載火箭和通信衛(wèi)星新技術(shù)的研究。1970 年 11 月 9 日,國防科委委托七機(jī)部召開“東方紅二號(hào)”通信衛(wèi)星方案討論會(huì),研究了衛(wèi)星的總體方案設(shè)想。1974 年 5 月 19 日,周恩來對(duì)通信衛(wèi)星研制工作做了批示:“先將通信衛(wèi)星的制造協(xié)作和使用方針定下來,然后按計(jì)劃分工,做出規(guī)劃,督促進(jìn)行?!苯?jīng)過多年研究和論證,1977 年 12 月形成了發(fā)射通信衛(wèi)星的兩種火箭方案:一種是加裝液氫液氧第三級(jí)組成的“長征三號(hào)”;另一種是加裝常規(guī)第三級(jí)組成的“長征四號(hào)”。
“長征三號(hào)”可將 1 430 千克的衛(wèi)星送入同步轉(zhuǎn)移軌道,使用了低溫液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī),突破了氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)失重條件下二次點(diǎn)火技術(shù)。1984 年 4 月 8 日,“長征三號(hào)”火箭將中國首顆試驗(yàn)通信衛(wèi)星——“東方紅二號(hào)”送入同步轉(zhuǎn)移軌道。4 月 16 日,衛(wèi)星定點(diǎn)成功。發(fā)射靜止衛(wèi)星是中國航天事業(yè)的一個(gè)重要里程碑。“長征四號(hào)”由上海航天技術(shù)研究院負(fù)責(zé),其太陽同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為 1 500—2 100千克。1988 年 9 月 7 日和 1990 年 9 月 3 日,“長征四號(hào)甲”火箭發(fā)射成功兩顆“風(fēng)云一號(hào)”衛(wèi)星?!伴L征四號(hào)乙”太陽同步軌道運(yùn)載能力達(dá) 2 200 千克,可用于發(fā)射地球資源衛(wèi)星,1999 年和 2000 年 2 次成功發(fā)射地球資源衛(wèi)星。
“長征”系列火箭的成熟
利用“東風(fēng)五號(hào)”導(dǎo)彈為基礎(chǔ)研制的長征火箭還包括“長征二號(hào) E”“長征三號(hào)甲”系列火箭。研制目的是提高運(yùn)載能力并打入國際航天發(fā)射市場?!伴L征二號(hào) E”火箭以“長征二號(hào)丙”為芯級(jí),在一級(jí)箭體上并聯(lián) 4 個(gè)液體助推火箭,低軌道運(yùn)載能力由 2.5 噸提高到 9.2 噸,配以不同上面級(jí)同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力可達(dá) 3.0—4.8 噸。1990 年 7 月 16 日第一枚“長征二號(hào) E”火箭發(fā)射成功。截至 2002 年底,“長征二號(hào) E”共計(jì)發(fā)射了 8 次。
“長征三號(hào)甲”在“長征三號(hào)”基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。1994 年 2 月 8 日,“長征三號(hào)甲”首次飛行試驗(yàn)獲得成功。1994 年 11 月和 1997 年 5 月又成功進(jìn)行了 2 次發(fā)射。以“長征三號(hào)甲”為基礎(chǔ),分別捆綁 4 個(gè)和 2 個(gè)助推器組成“長征三號(hào)乙”和“長征三號(hào)丙”火箭,同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力分別為 5.0 噸和 3.7 噸。1996 年 2 月 15 日“長征三號(hào)乙”首次發(fā)射?!伴L征三號(hào)”甲、乙、丙這 3 個(gè)型號(hào)除用于通信衛(wèi)星發(fā)射外,還用于氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、“嫦娥”系列月球探測(cè)器的發(fā)射。
新一代“長征”系列火箭
20 世紀(jì) 90 年代,隨著“長征三號(hào)甲”系列火箭的研制成功以及載人航天計(jì)劃的實(shí)施,新一代火箭的規(guī)劃工作開始。2001 年,中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院提出新一代火箭的運(yùn)載能力、推進(jìn)劑種類、級(jí)數(shù)以及設(shè)計(jì)原則(即高可靠、低成本、低污染、模塊化、通用化)。2002 年,該院確定“一個(gè)系列、兩種發(fā)動(dòng)機(jī)、三個(gè)模塊”的總體發(fā)展思路,以及“通用化、系列化、組合化”的設(shè)計(jì)思想。2005 年,“長征五號(hào)”(代號(hào):CZ-5)運(yùn)載火箭正式立項(xiàng)。
“長征五號(hào)”火箭設(shè)計(jì)方案的“三個(gè)模塊”是使用液氧/液氫發(fā)動(dòng)機(jī)的 5 米直徑模塊、使用液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的 3.35 米直徑模塊和 2.25 米直徑模塊;“兩種發(fā)動(dòng)機(jī)”是地面推力 50 噸的 YF-77 氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)、地面推力 120 噸的 YF-100 液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。利用“三個(gè)模塊”組合,可形成“長征五號(hào)”大型運(yùn)載火箭、“長征七號(hào)”中型火箭和“長征六號(hào)”小型火箭,形成近地軌道運(yùn)載能力 1.5—25.0 噸,地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力 1.5—14.0 噸的完整火箭系列。2015 年 9 月20 日,“長征六號(hào)”火箭發(fā)射取得成功,創(chuàng)造了我國“一箭 20 星”發(fā)射新紀(jì)錄?!伴L征七號(hào)”低軌道運(yùn)載能力 13.5 噸,達(dá)到國外同類火箭的先進(jìn)水平。2016 年 6 月 25 日和 2017 年 4 月 20 日,“c702東方紅 C702長征七號(hào)”兩次發(fā)射成功?!伴L征五號(hào)”分別于 2016 年 11 月 3 日和 2017 年 7 月 2 日進(jìn)行了 2 次發(fā)射。
為適應(yīng)快速發(fā)射小衛(wèi)星的需要,中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院研制了中國第一枚全固體運(yùn)載火箭“長征十一號(hào)”。該火箭為四級(jí)結(jié)構(gòu),700 公里太陽同步軌道運(yùn)載能力 350 千克,低地球軌道運(yùn)載能力 700 千克?!伴L征十一號(hào)”火箭具有可整體貯存、操作簡單、發(fā)射成本低、發(fā)射周期短的特性,其最大的優(yōu)勢(shì)是“快速、便捷、靈活”。2015 年 9 月 25 日,“長征十一號(hào)”首次發(fā)射,成功將 4 顆微小衛(wèi)星送入太空。截至 2018 年,“長征十一號(hào)”共進(jìn)行了 6 次成功發(fā)射。
“長征五號(hào)”“長征六號(hào)”“長征七號(hào)”和“長征十一號(hào)”火箭使中國運(yùn)載火箭技術(shù)得到顯著提升,完善了火箭譜系,大幅提高了運(yùn)載能力和國際競爭力。
科學(xué)和應(yīng)用衛(wèi)星研制
中國自 1970 年發(fā)射成功第一顆人造衛(wèi)星后,科學(xué)衛(wèi)星與應(yīng)用衛(wèi)星研制隨即開始。此后,中國在遙感衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等領(lǐng)域都取得了很大進(jìn)展,為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)作出了重大貢獻(xiàn)。中國還研制了通用衛(wèi)星平臺(tái)并實(shí)現(xiàn)整星出口,縮短了研制周期、節(jié)約了研制經(jīng)費(fèi),提高并獲得了良好的國際聲譽(yù)。
科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星
“實(shí)踐”系列衛(wèi)星
科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星以“實(shí)踐”系列為主。“實(shí)踐一號(hào)”衛(wèi)星是專用科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星。1971 年 3 月 c702東方紅 C7023 日,“實(shí)踐一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功,衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為 1 年,實(shí)際運(yùn)行時(shí)間長達(dá) 8 年。“實(shí)踐二號(hào)”衛(wèi)星是第一顆專門用于空間物理探測(cè)的科學(xué)衛(wèi)星。1981 年 9 月 20日,“風(fēng)暴一號(hào)”火箭發(fā)射成功,并將 3 顆“實(shí)踐二號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射入軌?!耙患恰卑l(fā)射成功,使中國成為世界上第四個(gè)具備一箭多星發(fā)射能力的國家。“實(shí)踐四號(hào)”衛(wèi)星是一顆空間環(huán)境探測(cè)衛(wèi)星,1994 年 2 月 8 日發(fā)射成功,該衛(wèi)星是小衛(wèi)星研制的一次嘗試?!皩?shí)踐五號(hào)”是中國第一顆現(xiàn)代小衛(wèi)星,1999 年 5 月 10 日發(fā)射成功,完成了多項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)與科學(xué)探測(cè)任務(wù),衛(wèi)星技術(shù)達(dá)到當(dāng)時(shí)的國際先進(jìn)水平。
2004 年 9 月 9 日,“實(shí)踐六號(hào)”A、B 兩顆衛(wèi)星發(fā)射入軌,主要用于空間環(huán)境探測(cè),空間輻射環(huán)境及其效應(yīng)探測(cè)。2006 年 10 月 24 日和 2008 年 10 月 25 日,“實(shí)踐六號(hào)”02 組、03 組衛(wèi)星發(fā)射升空。上海航天技術(shù)研究院研制的“實(shí)踐七號(hào)”衛(wèi)星于 2005 年 7 月 6 日發(fā)射,主要用于空間環(huán)境探測(cè)。2012 年以后,中國還陸續(xù)發(fā)射了“實(shí)踐九號(hào)”“實(shí)踐十號(hào)”“實(shí)踐十一號(hào)”直到“實(shí)踐十八號(hào)”衛(wèi)星,分別應(yīng)用于科學(xué)研究、微重力實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星平臺(tái)開發(fā)、新型發(fā)動(dòng)機(jī)研制等領(lǐng)域。
地球空間雙星探測(cè)計(jì)劃
21 世紀(jì)初,中國科學(xué)院、中國航天科技集團(tuán)公司和歐洲空間局聯(lián)合實(shí)施了“地球空間雙星探測(cè)計(jì)劃”(以下簡稱“雙星計(jì)劃”),探測(cè)近地空間地球磁場及其粒子運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律?!半p星計(jì)劃”由兩顆衛(wèi)星組成,分別為“探測(cè)一號(hào)”和“探測(cè)二號(hào)”。“探測(cè)一號(hào)”于 2003 年 12 月 30 日發(fā)射,設(shè)計(jì)壽命 18 個(gè)月。“探測(cè)二號(hào)”于 2004 年 7 月 25 日發(fā)射,設(shè)計(jì)壽命 1 年?!疤綔y(cè)一號(hào)”在軌正常工作 45 個(gè)月,延壽運(yùn)行 27 個(gè)月。“探測(cè)二號(hào)”工作時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)壽命?!半p星計(jì)劃”取得了許多原創(chuàng)性的科學(xué)發(fā)現(xiàn),受到國內(nèi)外科學(xué)界的好評(píng)。
“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星
在科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星領(lǐng)域,由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)和中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院聯(lián)合研制,于 2016 年 8 月 16 日發(fā)射的“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星相當(dāng)引人注目。該衛(wèi)星主要用于開展衛(wèi)星與地面站建立高精度光鏈路、量子通信實(shí)驗(yàn)。該衛(wèi)星完成了三大科學(xué)任務(wù)——量子糾纏分發(fā)、星地量子密鑰分發(fā)和地星量子隱形傳態(tài),得到國際科學(xué)界的高度評(píng)價(jià) 。
返回式衛(wèi)星
返回式衛(wèi)星是中國應(yīng)用衛(wèi)星中最早發(fā)展、率先進(jìn)入實(shí)用階段和達(dá)到世界先進(jìn)水平的一類衛(wèi)星,不但在遙感應(yīng)用上取得了突出成績,在航天器技術(shù)上也獲得了許多成果,為中國的載人航天事業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 。
1965 年中央專委批準(zhǔn)《關(guān)于發(fā)展我國人造衛(wèi)星工作規(guī)劃方案建議》時(shí)指出:發(fā)展人造衛(wèi)星以應(yīng)用衛(wèi)星為主,應(yīng)用衛(wèi)星又以照相衛(wèi)星為主。1966 年 5 月11—25 日,中國科學(xué)院提出“以科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星作為開始和打基礎(chǔ),以測(cè)地衛(wèi)星,特別是返回式衛(wèi)星為重點(diǎn),全面開展包括通信、氣象、核爆炸、導(dǎo)彈預(yù)警、導(dǎo)航等衛(wèi)星,配成應(yīng)用衛(wèi)星的完整體系,進(jìn)一步在返回式衛(wèi)星的基礎(chǔ)上發(fā)展載人飛船”。1967 年 3—9 月,七機(jī)部第八設(shè)計(jì)院完成返回式衛(wèi)星方案論證報(bào)告。早期返回式衛(wèi)星重 1 800 千克。1975 年 11 月 26 日,“長征二號(hào)”將返回式衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
返回式衛(wèi)星分為 6 種,分別是 0 型(FSW-0)、1型(FSW-1)、2 型(FSW-2)、3 型(FSW-3)、4 型(FSW-4)和“實(shí)踐八號(hào)”(SJ-8)。FSW-0 屬于第一代照相遙感衛(wèi)星,F(xiàn)SW-1 屬于第一代攝影測(cè)繪衛(wèi)星,F(xiàn)SW-2 屬于第二代國土普查衛(wèi)星,F(xiàn)SW-3 是第二代地圖測(cè)繪衛(wèi)星,F(xiàn)SW-4 是國土詳查衛(wèi)星。6 種返回式衛(wèi)星共發(fā)射了 24 顆,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,攝影定位能力達(dá)到當(dāng)時(shí)的世界先進(jìn)水平。通過FSW-3、FSW-4 的研制,返回式衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷不斷成熟。該系列衛(wèi)星還初步具備了空間平臺(tái)的基本特征。
通信衛(wèi)星系列
“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功后,有關(guān)方面提出研制通信衛(wèi)星設(shè)想。1975 年 3 月,中國衛(wèi)星通信工程(“331”工程)正式列入國家計(jì)劃。1983 年 1 月 29 日,第一顆“東方紅二號(hào)”試驗(yàn)通信衛(wèi)星發(fā)射。該衛(wèi)星起飛質(zhì)量 900 千克,定點(diǎn)質(zhì)量 420 千克,設(shè)計(jì)壽命 3 年,裝有 2 臺(tái) C 頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。1984 年4 月 8 日19 時(shí) 20 分,第二顆“東方紅二號(hào)”發(fā)射成功。1986 年 2 月1日,第三顆“東方紅二號(hào)”發(fā)射成功。“東方紅二號(hào)”衛(wèi)星傳輸質(zhì)量超過租用的國際通信衛(wèi)星。在“東方紅二號(hào)”基礎(chǔ)上,中國又研制了“東方紅二號(hào)甲”第二代實(shí)用通信衛(wèi)星,轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)由 2 個(gè)增加到 4 個(gè)。1988—1991 年“東方紅二號(hào)甲”共計(jì)發(fā)射了 4 顆,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
1986 年 3 月 31 日,國務(wù)院將第三代通信衛(wèi)星“東方紅三號(hào)”列為國家重點(diǎn)任務(wù)。該衛(wèi)星重約 2 260 千克,按公用平臺(tái)思想設(shè)計(jì),裝有 24 個(gè) C 頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。該衛(wèi)星采用多項(xiàng)新技術(shù),達(dá)到 20 世紀(jì) 80 年代國際先進(jìn)水平。1997 年 5 月 12 日第二顆“東方紅三號(hào)”衛(wèi)星(“中衛(wèi) 6 號(hào)”)發(fā)射,并于 5 月 20 日定點(diǎn)成功?!爸行l(wèi) 6 號(hào)”主要用于電話、數(shù)據(jù)傳輸、傳真、VSAT網(wǎng)和電視等項(xiàng)業(yè)務(wù)。利用“東方紅三號(hào)”平臺(tái),中國還研制了多顆“中星”系列衛(wèi)星、4顆“天鏈一號(hào)”數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”月球探測(cè)器以及“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星,總計(jì)發(fā)射衛(wèi)星 40 余顆。
1998 年,中國開始新一代大型衛(wèi)星公用平臺(tái)即“東方紅四號(hào)”的論證工作,2001 年 1 月完成了預(yù)發(fā)展任務(wù)?!皷|方紅四號(hào)”平臺(tái)最大發(fā)射質(zhì)量 5 200 千克,設(shè)計(jì)壽命 15 年。“鑫諾二號(hào)”通信衛(wèi)星首次使用該平臺(tái),裝有 22 路 Ku 頻段大功率轉(zhuǎn)發(fā)器,發(fā)射重量 5 100 千克,設(shè)計(jì)壽命 15 年。整星指標(biāo)和能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。2006 年 10 月 29 日,“鑫諾二號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射入軌。利用“東方紅四號(hào)”衛(wèi)星平臺(tái),中國還研制了“中星”系列通信衛(wèi)星,也為其他國家和地區(qū)通過整星出口方式研制了多顆通信衛(wèi)星,總數(shù)達(dá) 30 顆。該平臺(tái)許多技術(shù)指標(biāo)大大提高,整體性能達(dá)到 20 世紀(jì)末的國際水平。
21 世紀(jì)初,“東方紅五號(hào)”超大型衛(wèi)星平臺(tái)開始研制,其屬于大型桁架式平臺(tái),發(fā)射質(zhì)量 10 噸,有效載荷 2 000 千克,具有高承載、大功率、長壽命、可擴(kuò)展等特點(diǎn)?!皷|方紅五號(hào)”可裝備多達(dá) 100 路轉(zhuǎn)發(fā)器,設(shè)計(jì)指標(biāo)與美國波音公司 BSS702 平臺(tái)、空客公司 SpaceBus4000 平臺(tái)處于同一水準(zhǔn),該平臺(tái)可滿足中國 20 年內(nèi)靜止軌道衛(wèi)星的需求,并且達(dá)到了世界先進(jìn)水平。2017 年 7 月 2 日,該平臺(tái)以“實(shí)踐十八號(hào)”名義首次發(fā)射。
氣象衛(wèi)星系列
20 世紀(jì) 60 年代初,中國已對(duì)氣象衛(wèi)星和大氣遙感問題進(jìn)行了初步探索。1969 年 1 月,周恩來在接見中央氣象局等單位代表時(shí)提出“應(yīng)該搞我們的氣象衛(wèi)星”。1969 年底,中國氣象部門根據(jù)周恩來指示,提出氣象衛(wèi)星研制的任務(wù)。1970 年 2 月,中共中央、國務(wù)院和中央軍委下達(dá)任務(wù),由上海市組織有關(guān)部門開展極軌氣象衛(wèi)星的研制。1977 年 11 月,國防科委將上海航天技術(shù)研究院研發(fā)的氣象衛(wèi)星命名為“風(fēng)云一號(hào)”。1988 年 9 月 7 日和 1990 年 9 月 3 日,“風(fēng)云一號(hào)”A 星和 B 星相繼發(fā)射成功,衛(wèi)星在正常工作期間,許多指標(biāo)都超過了設(shè)計(jì)值。通過對(duì)“風(fēng)云一號(hào)”衛(wèi)星進(jìn)行改進(jìn),上海航天技術(shù)研究院研制了 02 批“風(fēng)云一號(hào)”C、D 兩顆衛(wèi)星,分別于 1999 年 5 月 10 日和 2002 年 5 月 15 日發(fā)射成功。20 世紀(jì) 90 年代初期,第二代“風(fēng)云三號(hào)”衛(wèi)星研制工作開始。2008 年 5 月 27 日,第一顆“風(fēng)云三號(hào)”發(fā)射升空。截至 2017 年 11 月,“風(fēng)云三號(hào)”共計(jì)發(fā)射了 4 顆。
第一代靜止氣象衛(wèi)星“風(fēng)云二號(hào)”由上海航天技術(shù)研究院設(shè)計(jì)。1987 年 5 月,“風(fēng)云二號(hào)”開始方案設(shè)計(jì),研制目標(biāo)是相當(dāng)于 20 世紀(jì) 90 年代中期國外同類氣象衛(wèi)星的技術(shù)水平?!帮L(fēng)云二號(hào)”發(fā)射質(zhì)量 1 365 千克,定點(diǎn)質(zhì)量 570 千克?!帮L(fēng)云二號(hào)”A 星于 1997 年 6 月 10 日發(fā)射成功,12 月 1 日交付使用。截至 2018 年 6 月,“風(fēng)云二號(hào)”共計(jì)發(fā)射了 8 顆衛(wèi)星?!帮L(fēng)云二號(hào)”與“風(fēng)云三號(hào)”協(xié)同配合,極大地提高了我國氣象科學(xué)研究與氣象預(yù)報(bào)的能力。“風(fēng)云四號(hào)”是第二代靜止氣象衛(wèi)星,充分考慮了海洋和農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利,以及環(huán)境、空間科學(xué)等領(lǐng)域的需求,實(shí)現(xiàn)了綜合利用。“風(fēng)云四號(hào)”A 星于 2016 年 12 月 12 日發(fā)射,并在 2017 年 2 月定點(diǎn)投入使用。
資源與遙感衛(wèi)星
“資源”系列衛(wèi)星
20 世紀(jì) 70 年代末期,中國空間技術(shù)研究院開始進(jìn)行資源衛(wèi)星論證工作。經(jīng)過多年探索,最后決定采取國際合作方式研制“資源一號(hào)”。1985—1987 年,中國空間技術(shù)研究院與巴西空間研究院經(jīng)過互訪和磋商,雙方愿意共同研制地球資源衛(wèi)星。1988 年 7 月 6 日,中巴兩國政府簽署了《關(guān)于核準(zhǔn)研制地球資源衛(wèi)星的協(xié)議書》。中巴兩國領(lǐng)導(dǎo)人將這次合作譽(yù)為“南南高技術(shù)領(lǐng)域合作的典范”。1988 年 8 月 22 日,中巴兩國航天部門在北京簽署協(xié)議書,規(guī)定雙方聯(lián)合研制 2 顆地球資源衛(wèi)星。“資源一號(hào)”(亦稱中巴地球資源衛(wèi)星,CBERS)是中國第一代傳輸型對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,充分吸收了國際先進(jìn)資源衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn),反映了 20 世紀(jì) 90 年代初遙感衛(wèi)星的世界先進(jìn)水平。衛(wèi)星總質(zhì)量 1 450 千克,所安裝的 CCD 相機(jī)、紅外多光譜掃描儀和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備均為中國首次研制。1999 年 10 月14 日,“資源一號(hào)”01 星發(fā)射成功。該衛(wèi)星共發(fā)射了 5 顆,在中國和巴西的經(jīng)濟(jì)、科技、文化、教育等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
在中國和巴西合作研制“資源一號(hào)”的同時(shí),中國還自行研制了“資源二號(hào)”衛(wèi)星。2000 年 9 月1日“資源二號(hào)”首顆衛(wèi)星發(fā)射,2002 年 10 月 27 日第二顆衛(wèi)星發(fā)射入軌。“資源二號(hào)”衛(wèi)星主要用于國土資源勘查、環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、城市規(guī)劃、農(nóng)作物估產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)和空間科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域。到 2004 年 11 月,“資源二號(hào)”共發(fā)射了 3 顆?!百Y源三號(hào)”衛(wèi)星 01 星于 2012 年 1 月 9 日成功發(fā)射,是我國第一顆民用高分辨率光學(xué)傳輸型測(cè)繪衛(wèi)星?!百Y源三號(hào)”衛(wèi)星 02 星于 2016 年 5 月 30 日發(fā)射。這兩顆“資源三號(hào)”衛(wèi)星用于國家基礎(chǔ)測(cè)繪、地理國情監(jiān)測(cè)等一系列重大測(cè)繪工程任務(wù),服務(wù)于經(jīng)濟(jì)全球化以及“一帶一路”倡議等 。
“遙感”系列衛(wèi)星
上海航天技術(shù)研究院和中國空間技術(shù)研究院分別研制了“遙感”系列對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星?!斑b感衛(wèi)星一號(hào)”和“遙感衛(wèi)星二號(hào)”分別于 2006 年 4 月 27 日和 2007 年 11 月 12 日發(fā)射升空,進(jìn)入太陽同步軌道。截至 2019 年 5 月,“遙感”系列衛(wèi)星共計(jì)發(fā)射了 30 余顆,主要用于國土資源勘查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃、農(nóng)作物估產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)和空間科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域。
高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)
2006 年,中國將高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)(簡稱“高分系統(tǒng)”)列入《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》重大專項(xiàng)之一,即“高分專項(xiàng)工程”?!案叻謱m?xiàng)工程”是一個(gè)非常龐大的遙感技術(shù)項(xiàng)目,衛(wèi)星和其他觀測(cè)平臺(tái)覆蓋了從全色、多光譜到高光譜,從光學(xué)到雷達(dá)等多種類型,構(gòu)成了一個(gè)具有高空間分辨率、高時(shí)間分辨率和高光譜分辨率能力的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)?!案叻忠惶?hào)”和“高分二號(hào)”分別于 2013 年 4 月 26 日和 2014 年 8 月 19 日發(fā)射成功。截至 2018 年 7 月 31 日,“高分”系列衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射了 10 顆。2018 年 3 月 31 日“高分一號(hào)”02、03、04星以“一箭三星”方式發(fā)射,標(biāo)志著我國首個(gè)民用高分辨率光學(xué)業(yè)務(wù)星座正式投入使用?!案叻窒到y(tǒng)”預(yù)計(jì) 2020 年建成,將為中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、資源環(huán)境、公共安全等重大領(lǐng)域提供服務(wù),確保中國掌握信息資源自主權(quán),促進(jìn)形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。
“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)
中國很早就開展了“燈塔一號(hào)”導(dǎo)航衛(wèi)星的探索。20 世紀(jì) 80 年代,中國航天界和有關(guān)科學(xué)家再次提出研制導(dǎo)航衛(wèi)星的建議,陳芳允和劉志逵提出了雙星導(dǎo)航衛(wèi)星設(shè)想。1986 年,解放軍總參謀部測(cè)繪導(dǎo)航局批準(zhǔn)該項(xiàng)目立項(xiàng)進(jìn)行預(yù)研,這就是“北斗一號(hào)”導(dǎo)航衛(wèi)星。衛(wèi)星采用“東方紅三號(hào)”衛(wèi)星平臺(tái),搭載導(dǎo)航系統(tǒng)有效載荷。2000 年 10 月31日和 12 月21日,兩顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星相繼成功發(fā)射,2001 年底投入使用,但是“北斗一號(hào)”仍是試驗(yàn)性導(dǎo)航系統(tǒng),難以滿足軍民用需求。
2006 年底,我國政府決定建立自主的“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡稱“‘北斗’系統(tǒng)”)。2007 年 10 月18日,國家航天局發(fā)布的《航天發(fā)展“十一五”規(guī)劃》對(duì)此予以公布。2009 年11月,國務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過《中國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大專項(xiàng)實(shí)施方案》,正式批準(zhǔn)建設(shè)自主性北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?!氨倍贰毕到y(tǒng)建設(shè)分“三步走”實(shí)施:第一步建設(shè)“北斗一號(hào)”試驗(yàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng);第二步建設(shè)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),2012 年形成區(qū)域覆蓋能力;第三步建設(shè)“北斗”系統(tǒng),2020 年左右形成全球覆蓋能力,全球系統(tǒng)包括 5 顆地球靜止軌道衛(wèi)星和 30 顆非靜止軌道衛(wèi)星。2011 年 12 月 29 日國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《2011 年中國的航天》白皮書,正式確認(rèn)中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的“三步走”戰(zhàn)略。
2007 年 4 月14日,第一顆“北斗二號(hào)”導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功。該衛(wèi)星采用“東方紅三號(hào)”A 衛(wèi)星平臺(tái),質(zhì)量 2 740 千克,載荷能力 360 千克。到 2012 年 10月,“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星共計(jì)發(fā)射了 16 顆。2012 年 12月 27 日,“北斗”系統(tǒng)正式開始區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ环?wù),標(biāo)志著“三步走”戰(zhàn)略已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第二步目標(biāo)。到2016 年 6 月 12 日,第二代“北斗”衛(wèi)星共計(jì)發(fā)射了23 顆。2017 年 11月5日,第三代導(dǎo)航衛(wèi)星——“北斗三號(hào)”的首批衛(wèi)星以“一箭雙星”方式發(fā)射,標(biāo)志著“北斗”系統(tǒng)第三步建設(shè)工作正式開始?!氨倍啡?hào)”采用“東方紅三號(hào)”B 衛(wèi)星平臺(tái),質(zhì)量 4 600 千克,星載原子鐘、星座自主運(yùn)行、衛(wèi)星載荷、星地鏈路、星間鏈路、衛(wèi)星控制等技術(shù)水平大幅提高。新型高精度銣原子鐘和氫原子鐘綜合指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平 。截至 2019 年 5 月 17 日,“北斗三號(hào)”衛(wèi)星共計(jì)發(fā)射了 21 顆,使“北斗”系統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)達(dá) 45 顆。預(yù)計(jì)到 2020 年,“北斗”系統(tǒng)將最終建成。
作為宏大的國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施,“北斗”系統(tǒng)將為全球軍民用戶提供陸、海、空導(dǎo)航定位服務(wù),促進(jìn)衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)功能的應(yīng)用。“北斗”系統(tǒng)的普及,將在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮巨大作用,并將帶來數(shù)千億元的經(jīng)濟(jì)效益。
中國月球探測(cè)工程——“嫦娥工程”
20 世紀(jì) 50 年代末,蘇聯(lián)和美國開始了深空探測(cè)計(jì)劃,20 世紀(jì)后期歐洲、日本和印度也都在開展深空探測(cè)活動(dòng)。1994 年,中國航天界進(jìn)行探月活動(dòng)必要性和可行性的研究,1996 年完成了探月衛(wèi)星的技術(shù)方案研究,1998 年完成了關(guān)鍵技術(shù)研究。中國月球探測(cè)工程于 2004 年 1 月正式立項(xiàng),被稱作“嫦娥工程”。該工程包括 3 個(gè)階段:繞、落、回。
“嫦娥一號(hào)”有效載荷研制測(cè)試由中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心負(fù)責(zé),探測(cè)器本體由中國空間技術(shù)研究院研制?!版隙鹨惶?hào)”質(zhì)量 2 350 千克,搭載的科學(xué)探測(cè)儀器和科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的有效載荷包括微波探測(cè)儀分系統(tǒng)、空間環(huán)境探測(cè)分系統(tǒng)、有效載荷數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)。2007 年 10 月 24 日18 時(shí) 05 分,“嫦娥一號(hào)”成功發(fā)射,11 月 7 日“嫦娥一號(hào)”進(jìn)入環(huán)繞工作軌道,11 月 20 日開始傳回探測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)過處理制作完成第一幅月面圖像。到 2008 年 11 月7日,“嫦娥一號(hào)”在月球軌道成功運(yùn)行一周年,實(shí)現(xiàn)了“嫦娥工程”提出的“精確變軌,成功繞月,有效探測(cè),壽命一年”的預(yù)定目標(biāo)。2008 年 11 月 12 日,根據(jù)“嫦娥一號(hào)”獲取的數(shù)據(jù)制作完成的“中國第一幅全月球影像圖”正式亮相。“嫦娥一號(hào)”在軌飛行試驗(yàn)期間,完成了許多重大的科學(xué)任務(wù),包括全月面圖拍攝、月球表面元素分布、月壤厚度測(cè)量、氦-3 資源量和分布特征評(píng)估等。2009 年 3 月1日16 時(shí),“嫦娥一號(hào)”受控準(zhǔn)確落于月球豐富海區(qū)域。
2010 年 10 月1日19 時(shí)許,“嫦娥二號(hào)”探測(cè)器發(fā)射。該探測(cè)器包括 13 個(gè)分系統(tǒng),攜帶 166 千克載荷 。10月6—9日,“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星共實(shí)施了3 次近月制動(dòng)和 1 次軌道平面機(jī)動(dòng),軌道近月高度約 100 公里?!版隙鸲?hào)”在繞月飛行初期,實(shí)施了月球背面降軌控制并獲取虹灣區(qū)高分辨率圖像,完成了既定的各項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)。2011 年 6 月9日,“嫦娥二號(hào)”飛離月球,飛往日-地拉格朗日 L2 點(diǎn)。2011 年 8 月,“嫦娥二號(hào)”成功到達(dá)日-地拉格朗日 L2 點(diǎn),開始進(jìn)行科學(xué)探測(cè)。2012 年 4 月,“嫦娥二號(hào)”成功繞飛日-地拉格朗日 L2 點(diǎn),開展了 10 個(gè)月的科學(xué)探測(cè),填補(bǔ)了中國對(duì)地球遠(yuǎn)磁尾區(qū)域的離子能譜、太陽耀斑爆發(fā)和宇宙伽馬爆的科學(xué)探測(cè)的空白。2011 年 12 月 15 日,“嫦娥二號(hào)”飛抵距地球約 700 萬公里遠(yuǎn)的深空。在后續(xù)飛行時(shí),先后創(chuàng)造距離地球 2 000 萬公里、5 000 萬公里和 1 億公里的中國探測(cè)器新紀(jì)錄。
“嫦娥三號(hào)”的任務(wù)是在月球?qū)崿F(xiàn)軟著陸,由月球軟著陸探測(cè)器和月面巡視探測(cè)器(“玉兔號(hào)”月球車)組成。2013 年 12 月2日,“嫦娥三號(hào)”發(fā)射升空,并于 14 日成功軟著陸于月球雨海西北部,15 日完成著陸器與巡視器分離,并陸續(xù)開展月球科學(xué)探測(cè)和其他預(yù)定任務(wù)。其工程目標(biāo)除了首次實(shí)現(xiàn)月面軟著陸外,還將開展一系列科學(xué)探測(cè)任務(wù),包括首次運(yùn)行月球車。12 月 15 日,“嫦娥三號(hào)”著陸器與“玉兔號(hào)”月球車分離,“玉兔號(hào)”順利駛抵月球表面。“玉兔號(hào)”圍繞“嫦娥三號(hào)”旋轉(zhuǎn)拍照,并傳回照片。探測(cè)器與“玉兔號(hào)”在月面多次入眠與喚醒,實(shí)現(xiàn)了著陸器月面安全工作一年的預(yù)定工程目標(biāo)。2016 年 4 月,“嫦娥三號(hào)”拍攝的月面高分辨率全彩色照片首次公布,給全世界科學(xué)家研究月球提供了第一手資料。
“嫦娥四號(hào)”于 2018 年 12 月 8 日發(fā)射,并于2019年 1月3日成功登陸月球背面,這是世界上第一個(gè)在月球背面軟著陸的月球探測(cè)器,具有重要意義。2019 年 1月11日,“嫦娥四號(hào)”著陸器與“玉兔二號(hào)”月球車正常工作,在“鵲橋號(hào)”中繼衛(wèi)星支持下順利完成互拍,地面接收?qǐng)D像清晰完好。探測(cè)器上搭載的中外科學(xué)載荷工作正常,搭載科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目順利開展,達(dá)到工程既定目標(biāo)。1月15日,“嫦娥四號(hào)”完成人類首次月面生物實(shí)驗(yàn)。著陸器c702東方紅 C702和“玉兔二號(hào)”月球車經(jīng)過多次休眠和自主喚醒,開展了大量拍攝、觀察和研究任務(wù)。2019 年 2 月 15 日,中國國家航天局和國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合發(fā)布“嫦娥四號(hào)”月球地理實(shí)體命名,將“嫦娥四號(hào)”著陸點(diǎn)命名為“天河基地”,將著陸點(diǎn)周圍 3 個(gè)小環(huán)形山分別命名為“織女”“河鼓”和“天津”,將著陸點(diǎn)所在馮 · 卡門環(huán)形山的中央峰命名為“泰山”?!版隙稹毕盗?4 個(gè)探測(cè)器獲得的成功,預(yù)示著“嫦娥五號(hào)”月球采樣探測(cè)器的發(fā)射已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。
載人航天工程
載人航天是 20 世紀(jì) 60 年代人類航天事業(yè)發(fā)展的重大成就,人類從首次進(jìn)入太空到實(shí)現(xiàn)載人登月只用了 8 年時(shí)間。受當(dāng)時(shí)世界載人航天熱潮的影響,中國很早就開始了載人航天探索,制定“714”載人航天計(jì)劃,提出研制“曙光號(hào)”載人飛船。計(jì)劃執(zhí)行期間,七機(jī)部在飛船設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、宇航員選拔訓(xùn)練、航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域取得了一些成果。1992 年,中國載人航天工程正式立項(xiàng),并于 2003 年實(shí)現(xiàn)了載人航天的目標(biāo)。中國成為世界上第三個(gè)具備獨(dú)立載人航天飛行能力的國家。按照載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,中國已經(jīng)完成前兩步任務(wù),即實(shí)現(xiàn)宇航員首次太空飛行、運(yùn)行空間實(shí)驗(yàn)室,第三步空間站建設(shè)的序幕也已拉開。
“863”計(jì)劃實(shí)施后,國防科工委和航天工業(yè)部等單位對(duì)中國航天技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展進(jìn)行了研究和規(guī)劃,其中在載人航天領(lǐng)域?qū)臻g站、航天飛機(jī)以及載人飛船進(jìn)行了廣泛研究與論證。1992 年 9 月 21 日,中央政治局?jǐn)U大會(huì)議正式批準(zhǔn)中國載人航天工程(“921”工程)立項(xiàng)實(shí)施。1994 年,載人飛船被命名為“神舟號(hào)”。
“神舟號(hào)”飛船由戚發(fā)軔任總設(shè)計(jì)師,研制目的是:為突破關(guān)鍵技術(shù),掌握載人航天基本技術(shù)和航天醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行演示驗(yàn)證;進(jìn)行 2 個(gè)航天器交會(huì)對(duì)接和宇航員出艙活動(dòng)等試驗(yàn);作為空間站的運(yùn)輸器,為其運(yùn)送宇航員和物資;??吭诳臻g站上作為應(yīng)急救生船;開展空間應(yīng)用和科學(xué)試驗(yàn);積累載人飛行經(jīng)驗(yàn)等。“神舟號(hào)”采用三艙一段(軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙和附加段)構(gòu)型,設(shè)計(jì)方案在某些方面優(yōu)于國外第三代載人飛船?!吧裰厶?hào)”飛船長約 9 米,質(zhì)量 7.8 噸,最大直徑 2.9 米。為保障宇航員安全,“神舟號(hào)”飛船采用逃逸塔救生系統(tǒng),該系統(tǒng)進(jìn)行過多次逃逸救生試驗(yàn)。
1999 年 11 月 20 日,“神舟一號(hào)”進(jìn)行首次發(fā)射試驗(yàn),取得了成功。到 2002 年 12 月,“神舟二號(hào)”“神州三號(hào)”和“神州四號(hào)”相繼發(fā)射試驗(yàn)成功。4 次不載人飛行試驗(yàn)不僅對(duì)飛船系統(tǒng)、運(yùn)載火箭系統(tǒng)、返回著陸系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了全面考核,同時(shí)還開展了大量空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。從系統(tǒng)上講,中國飛船在可靠性方面處于世界領(lǐng)先地位。
“神舟五號(hào)”是中國第一艘載人飛船,其主要任務(wù)是:①完成首次載人飛行試驗(yàn);②為宇航員提供必要的生活與工作條件;③為有效載荷提供相應(yīng)的試驗(yàn)條件;④確保宇航員和有效載荷安全返回地面;⑤飛行過程保證宇航員的生命安全;⑥飛船的軌道艙留軌進(jìn)行空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?!吧裰畚逄?hào)”進(jìn)行了 39 處提高可靠性的改進(jìn)和 20 處提高安全性的改進(jìn),做了大量試驗(yàn),對(duì) 123 種故障模式設(shè)計(jì)了對(duì)策。2003 年 10 月 15 日 9 時(shí),“長征二號(hào) F”火箭將“神舟五號(hào)”飛船發(fā)射升空,楊利偉成為中國執(zhí)行首次載人航天飛行任務(wù)的宇航員。在飛行過程中,楊利偉除對(duì)飛船進(jìn)行檢查和操作外,還正常進(jìn)行了飲食和睡眠并完成了其他各項(xiàng)工作。10 月 16 日 6 時(shí) 23 分,“神舟五號(hào)”飛船返回艙在內(nèi)蒙古主著陸場成功著陸,“神舟五號(hào)”總計(jì)飛行時(shí)間 21 小時(shí),繞地球 14 圈。至此,中國首次載人航天飛行圓滿成功,這是中國航天發(fā)展史上一座新的里程碑,中華民族古老的飛天之夢(mèng)終于得以實(shí)現(xiàn)。
2005 年 10 月 12 日“神舟六號(hào)”載人飛船發(fā)射升空,執(zhí)行此次飛行任務(wù)的宇航員是費(fèi)俊龍和聶海勝。飛船新增加了 40 余臺(tái)設(shè)備和 6 個(gè)軟件,做了 10 余項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)。“神舟六號(hào)”飛行過程中,開展了變軌、軌道保持等操作,還進(jìn)行了大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)。2008 年 9 月 25 日“神舟七號(hào)”載人飛船發(fā)射升空并于9 月 28 日成功返回,共計(jì)飛行了 2 天 20 小時(shí) 27 分鐘,執(zhí)行此次飛行任務(wù)的宇航員是翟志剛(指令長)、劉伯明和景海鵬。此次飛行過程最重要的任務(wù)是實(shí)施中國宇航員首次出艙活動(dòng),突破和掌握出艙活動(dòng)相關(guān)技術(shù)。2008 年 9 月 27 日 16 點(diǎn) 30 分,翟志剛出艙作業(yè),劉伯明在軌道艙內(nèi)協(xié)助,翟志剛艙外活動(dòng)時(shí)間約 20 分鐘?!吧裰燮咛?hào)”實(shí)現(xiàn)了中國人第一次太空漫步,具有劃時(shí)代的意義,對(duì)深化載人航天、完善飛行控制、積累交會(huì)對(duì)接經(jīng)驗(yàn)具有重要意義。
載人航天工程第二階段工作從發(fā)射“天宮一號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室開始,一方面對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行考核并開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,另一方面完成“神舟號(hào)”飛船與其交會(huì)對(duì)接任務(wù)?!疤鞂m一號(hào)”是中國第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室,全長 10.4 米,質(zhì)量 8.5 噸,由實(shí)驗(yàn)艙和資源艙構(gòu)成。2011 年 9 月 29 日,“天宮一號(hào)”發(fā)射入軌。2011 年 11 月 1 日“神舟八號(hào)”發(fā)射,并與“天宮一號(hào)”成功實(shí)施兩次自動(dòng)交會(huì)對(duì)接?!吧裰郯颂?hào)”與“天宮一號(hào)”交會(huì)對(duì)接成功,完成了中國載人航天技術(shù)的又一重大突破。
2012 年 6 月 16—29 日,“神舟九號(hào)”飛船完成中國第 4 次航天飛行,執(zhí)行飛行任務(wù)的宇航員分別是景海鵬(指令長)、劉旺、劉洋,其中劉洋是中國第一位女性宇航員。6 月 18 日 14 時(shí),“神舟九號(hào)”與“天宮一號(hào)”完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。對(duì)接完成后,宇航員于6 月 17 時(shí) 22 分進(jìn)入“天宮一號(hào)”進(jìn)行工作。6 月 24 日12 時(shí) 55 分,“神舟九號(hào)”與“天宮一號(hào)”手動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功。此次飛行,為中國空間站建設(shè)突破了一道技術(shù)難關(guān)。2013 年 6 月 11—26 日,“神舟十號(hào)”飛船完成了中國第 5 次載人航天飛行,執(zhí)行此次飛行任務(wù)的宇航員是聶海勝(指令長)、張曉光、王亞平。6 月 13 日,飛船與“天宮一號(hào)”自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。完成的主要任務(wù)有:為“天宮一號(hào)”提供人員和物資往返運(yùn)輸服務(wù);進(jìn)一步考核交會(huì)對(duì)接系統(tǒng);進(jìn)一步考核航天器對(duì)宇航員生活、工作和健康的保障能力;進(jìn)行宇航員空間環(huán)境適應(yīng)性和操作工效研究,開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、航天器維修試驗(yàn)和空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證;開展面向青少年的太空科學(xué)講座科普教育活動(dòng)等。王亞平在聶海勝和張曉光配合下開展的太空科普教育活動(dòng),引起了強(qiáng)烈反響。宇航員返回后,地面人員繼續(xù)利用“天宮一號(hào)”開展空間科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn),為空間站建設(shè)運(yùn)營和載人航天成果的應(yīng)用推廣積累了經(jīng)驗(yàn)。
“天宮二號(hào)”除用于進(jìn)一步驗(yàn)證交會(huì)對(duì)接技術(shù)外,還將開展一系列空間試驗(yàn),包括地球觀測(cè)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)等領(lǐng)域的應(yīng)用和試驗(yàn)。2016 年 9 月 15日“天宮二號(hào)”發(fā)射入軌。10 月 17 日,“神舟十一號(hào)”飛船發(fā)射,執(zhí)行此次飛行的宇航員是景海鵬(指令長)和陳冬。飛行的主要任務(wù)是:為“天宮二號(hào)”運(yùn)行提供人員和物資往返運(yùn)輸服務(wù);考核交會(huì)對(duì)接和飛船返回技術(shù);與“天宮二號(hào)”對(duì)接形成組合體,進(jìn)行中期駐留驗(yàn)證;考核組合體對(duì)宇航員生活、工作和健康的保障能力;開展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn);在軌維修技術(shù)試驗(yàn)以及科普活動(dòng)。10 月19 日,飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接后,景海鵬、陳冬進(jìn)入“天宮二號(hào)”并開展了大量空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)、對(duì)地觀測(cè)工作。11月18日,宇航員乘飛船安全返回地面。此次飛行創(chuàng)造了中國載人航天飛行最長時(shí)間紀(jì)錄,達(dá) 33 天。
2017 年 4 月20日,第一艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)”發(fā)射,并于 4 月 22 日與“天宮二號(hào)”對(duì)接成功?!疤熘垡惶?hào)”長約 10.6 米,質(zhì)量 13.5 噸,載貨能力 6.5 噸,開展了新型元器件在軌驗(yàn)證、空間環(huán)境探測(cè)、力學(xué)環(huán)境測(cè)量、生命科學(xué)研究等方面 13 項(xiàng)任務(wù)?!疤熘垡惶?hào)”突破了貨物運(yùn)輸、推進(jìn)劑補(bǔ)加、快速對(duì)接等關(guān)鍵技術(shù),其研制、發(fā)射與運(yùn)行,是我國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略第二步目標(biāo)成功實(shí)現(xiàn)的標(biāo)志,預(yù)示著空間站時(shí)代即將開啟。
結(jié)語:中國航天發(fā)展的歷史經(jīng)驗(yàn)
自 1956 年開始,經(jīng)過 63 年的不懈努力,中國航天技術(shù)得到了長足的發(fā)展?!伴L征”系列火箭已具備各類軌道、各種質(zhì)量和各類航天器的綜合發(fā)射能力,入軌精度達(dá)到國際先進(jìn)水平,近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到 25 噸,地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)到 14 噸,太陽同步軌道運(yùn)載能力達(dá)到 15 噸。中國衛(wèi)星覆蓋了科學(xué)、通信、氣象、資源、遙感、導(dǎo)航等主要領(lǐng)域,許多單項(xiàng)技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。中國發(fā)射的衛(wèi)星總數(shù)居世界第三位,截至 2018 年 11 月 30 日,在軌工作衛(wèi)星 283 顆,僅次于美國(849 顆)居世界第二位,比第三位俄羅斯(152 顆)多 130 余顆。中國不僅獨(dú)立開展了月球探測(cè)活動(dòng),獨(dú)立實(shí)施了載人航天工程、獨(dú)立建設(shè)了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),還將建設(shè)具有長期運(yùn)行能力的空間站。中國正從航天大國邁向航天強(qiáng)國。
導(dǎo)彈與航天事業(yè)的發(fā)展始終得到國家的高度重視。在集中統(tǒng)一的體制下,導(dǎo)彈與航天事業(yè)在極其困難的情況下起步,逐步從無到有、從弱到強(qiáng)發(fā)展起來。中國航天事業(yè)發(fā)展的主要經(jīng)驗(yàn)初步總結(jié)如下:①黨和政府高度重視。中國導(dǎo)彈與航天技術(shù)發(fā)展始終是在黨和政府高度重視下發(fā)展壯大的,毛澤東、周恩來等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人一直非常關(guān)心導(dǎo)彈與航天發(fā)展,即使在困難時(shí)期也給予大力支持。②強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)體制。隨著以“兩彈一星”為標(biāo)志的中國國防科技的深入發(fā)展,中國航天形成了以最高層的中央專門委員會(huì)到國防科委(國防科工委)、七機(jī)部(航天工業(yè)部)、型號(hào)研究院這種自上而下的決策、管理和研制體制,上下通暢,管理嚴(yán)密,領(lǐng)導(dǎo)有力,這是中國航天事業(yè)取得一系列重大突破的組織保障。③始終瞄準(zhǔn)國家重大戰(zhàn)略需要。中國航天事業(yè)起源于戰(zhàn)略導(dǎo)彈計(jì)劃,當(dāng)時(shí)主要目標(biāo)是發(fā)展各類戰(zhàn)略導(dǎo)彈,為國防建設(shè)服務(wù)。隨著導(dǎo)彈事業(yè)取得重大進(jìn)展,運(yùn)載火箭、人造衛(wèi)星計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生,并且扎實(shí)推進(jìn),軍民密切結(jié)合,為國防建設(shè)、國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。④堅(jiān)持自力更生,獨(dú)立研制。1956 年 10 月國防部五院建立時(shí),就提出了“采取自力更生為主,力爭外援和利用資本主義國家已有的科學(xué)成果為輔的方針”。中國航天事業(yè)的發(fā)展長期貫徹這一方針政策,使中國航天在技術(shù)上主要是自主創(chuàng)新,對(duì)國外的依賴較少。⑤堅(jiān)持以型號(hào)帶科研的策略。通過發(fā)展急需的導(dǎo)彈武器,我國逐步建立起完整的科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與試驗(yàn)體系,帶動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的建立和發(fā)展。⑥選擇有限目標(biāo),突出重點(diǎn)。在發(fā)展導(dǎo)彈過程中,各階段研制目標(biāo)非常明確;在應(yīng)用衛(wèi)星方面,根據(jù)需求和技術(shù)能力,選擇有限目標(biāo),突出重點(diǎn),扎實(shí)推進(jìn),最終獲得累進(jìn)式技術(shù)突破。⑦以科技規(guī)劃指導(dǎo)型號(hào)研制。在航天技術(shù)發(fā)展各個(gè)階段,都制定了細(xì)致的發(fā)展規(guī)劃,明確重點(diǎn)任務(wù),明確總體發(fā)展思路,規(guī)劃了中長期重點(diǎn)任務(wù),有利于集中力量取得重點(diǎn)突破。⑧動(dòng)用全國資源,開展大協(xié)作。中國導(dǎo)彈與航天事業(yè)發(fā)展的各個(gè)時(shí)期,都得到了其他部門和地方政府的支持和協(xié)助,“大力協(xié)同”是重要發(fā)展經(jīng)驗(yàn)之一。⑨創(chuàng)造性地運(yùn)用系統(tǒng)工程管理。在以錢學(xué)森為代表的航天專家大力倡導(dǎo)下,中國導(dǎo)彈與航天器研制大力運(yùn)用系統(tǒng)工程管理理念和技術(shù),創(chuàng)造了以“總體設(shè)計(jì)部”為核心的系統(tǒng)工程管理模式,對(duì)航天大科學(xué)工程的順利實(shí)施具有重要意義。⑩充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)。蘇聯(lián)和美國早期航天發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我國。中國充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì),廣泛吸收借鑒發(fā)達(dá)國家的已有成果和經(jīng)驗(yàn),使航天發(fā)展在技術(shù)上少走了很大彎路。改革開放后,中國積極探索各類各層次國際合作,不僅提高了技術(shù)水平和管理經(jīng)驗(yàn),也獲得了良好的國際聲譽(yù)。(作者:李成智,北京航空航天大學(xué)人文社會(huì)科學(xué)高等研究院。《中國科學(xué)院院刊》供稿)
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