2023年終中國科技盤點(diǎn)之航天科技篇

　　中國航天交出亮眼成績單

　　2023年，中國航天可謂異彩紛呈。全年完成宇航發(fā)射的次數(shù)將逼近70次，成為中國航天新的里程碑。

　　在即將過去的一年里，中國航天科技工作者繼續(xù)推進(jìn)航天科技創(chuàng)新并在運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制、固體燃料火箭研發(fā)、可重復(fù)航天器研發(fā)等方面取得重大突破；繼續(xù)推進(jìn)載人航天工程、北斗工程等中國重大航天旗艦工程，打造大型空間基礎(chǔ)設(shè)施；繼續(xù)推進(jìn)遙感衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星等星座的建設(shè)，讓中國航天更好造福民眾；繼續(xù)推進(jìn)國際航天科技合作與交流，中國航天“朋友圈”不斷擴(kuò)大。

　　空間站運(yùn)營安全高效

　　在載人航天工程領(lǐng)域，中國連續(xù)實(shí)施3艘載人飛船任務(wù)和兩艘貨運(yùn)飛船任務(wù)，多個(gè)航天員乘組進(jìn)駐“天宮”，開展豐富的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)并完成多次出艙活動(dòng)，特別是順利開展多次艙外作業(yè)。一年來的實(shí)踐表明，作為先進(jìn)的太空科研基礎(chǔ)設(shè)施，中國天宮空間站常態(tài)化運(yùn)營安全高效。

　　這一年，通過神舟飛船載人飛行任務(wù)，很多人熟悉了幾位新的飛天英雄，他們是神舟十五號(hào)乘組的鄧清明、張陸，神舟十六號(hào)乘組的朱楊柱、桂海潮，神舟十七號(hào)乘組的唐勝杰、江新林。雖然是飛天首秀，首次出現(xiàn)在公眾視野，但是他們都在乘組指令長的帶領(lǐng)下，圓滿完成了承擔(dān)的任務(wù)，參與創(chuàng)造了中國航天多個(gè)首次。

　　作為在執(zhí)行任務(wù)時(shí)平均年齡最大的航天員乘組，費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸與神舟十四號(hào)乘組完成中國首次“太空會(huì)師”后，接連完成了四次出艙活動(dòng)，刷新了中國航天員單個(gè)乘組出艙活動(dòng)紀(jì)錄。6月4日，3人乘返回艙成功著陸，狀態(tài)良好。為褒獎(jiǎng)他們?yōu)橹袊�載人航天事業(yè)建立的卓著功績，中共中央、國務(wù)院、中央軍委決定，給費(fèi)俊龍頒發(fā)“二級(jí)航天功勛獎(jiǎng)?wù)隆�，授予鄧清明、張陸“英雄航天員”榮譽(yù)稱號(hào)并頒發(fā)“三級(jí)航天功勛獎(jiǎng)?wù)隆薄?/p>

　　9月21日，“天宮課堂”第四課在中國空間站開講，“太空教師”景海鵬、朱楊柱、桂海潮在軌演示了球形火焰實(shí)驗(yàn)、奇妙“乒乓球”實(shí)驗(yàn)、動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)以及又見陀螺實(shí)驗(yàn)，并生動(dòng)講解了實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理。10月31日，三人乘組安全返回地面，神舟十六號(hào)載人飛行任務(wù)取得圓滿成功，邁出了中國載人航天工程從建設(shè)向應(yīng)用、從投入向產(chǎn)出轉(zhuǎn)變的重要一步。由湯洪波、唐勝杰、江新林三人組成的神舟十七號(hào)乘組創(chuàng)中國空間站建造任務(wù)啟動(dòng)以來平均年齡最小紀(jì)錄，他們近日首次進(jìn)行空間站艙外試驗(yàn)性維修作業(yè)，此舉把中國載人航天艙外活動(dòng)的能力和水平提升到一個(gè)新的高度。

　　天舟貨運(yùn)飛船是“天宮”常態(tài)化運(yùn)營的重要支撐之一。這一年，天舟五號(hào)、天舟六號(hào)接連飛天，為空間站提供充足的物資保障和實(shí)驗(yàn)材料和裝備等。值得一提的是，5月發(fā)射的天舟六號(hào)是中國改進(jìn)型貨運(yùn)飛船首發(fā)船，是世界現(xiàn)役貨物運(yùn)輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運(yùn)飛船，其載貨能力由原來的6.9噸提升到7.4噸，讓中國貨運(yùn)飛船的貨物裝載能力首次提升到7噸以上，這使得其發(fā)射頻次由2年4發(fā)降低至2年3發(fā)，提高了中國空間站的保障能力，降低了運(yùn)行費(fèi)用。實(shí)際上，新天舟的效能已經(jīng)初步體現(xiàn)出來，正是有了天舟六號(hào)提供的充足保障能力，天舟七號(hào)的發(fā)射可以安排在2024年，而沒有像之前那樣，在新一艘載人飛船發(fā)射之前，必須先行發(fā)射一艘貨運(yùn)飛船，才能為新一個(gè)飛行乘組備足在軌駐留期間所需要的物資。

　　這一年，中國天宮空間站完成了兩項(xiàng)意義重大的升級(jí)。一是在軌運(yùn)行動(dòng)力系統(tǒng)的推進(jìn)劑順利補(bǔ)充。6月中旬，在天地協(xié)同配合下，“天宮”電推進(jìn)系統(tǒng)大氣瓶在軌安裝任務(wù)順利完成，推進(jìn)劑——氙氣得到補(bǔ)充，這對于空間站長期軌道維持和安全平穩(wěn)飛行具有重要意義。二是空間站的氧氣資源實(shí)現(xiàn)100%再生�！疤鞂m”引入了一系列精密的儀器和設(shè)備，包括高效的化學(xué)吸收劑、精確的氣體處理設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)氧氣的100%可再生。這是中國航天科技一項(xiàng)重大突破，標(biāo)志著中國航天在太空生命保障領(lǐng)域的顯著進(jìn)步。

　　太空探索能力持續(xù)提升

　　火箭的能力有多大，航天的舞臺(tái)就有多大。這一年，中國航天人繼續(xù)為研制新型更高性能的運(yùn)載火箭，進(jìn)一步提升太空探索能力而努力奮斗，取得卓越成就。

　　4月下旬到6月初，中國航天科技集團(tuán)六院接連傳出喜訊。先是亞洲最大推力700噸液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)試車成功并正式投入工程應(yīng)用；之后，中國載人登月火箭主力發(fā)動(dòng)機(jī)——130噸級(jí)泵后擺液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，完成第六次試車，累計(jì)試車時(shí)長達(dá)到3300秒，創(chuàng)造中國百噸級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)試車新紀(jì)錄。

　　10月20日，中國航天科技集團(tuán)四院重磅發(fā)布了6款固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。與液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相比，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單造價(jià)低廉，配備該類發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭發(fā)射準(zhǔn)備周期更短、快速反應(yīng)能力更強(qiáng)。該院表示，將立足未來大型、重型運(yùn)載火箭對大型固體助推發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)需求，開展直徑3.5米分段式發(fā)動(dòng)機(jī)研究，實(shí)現(xiàn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力550噸至1500噸的能力要求，為中國月球探測、火星探測以及載人航天任務(wù)提供更多動(dòng)力選擇。

　　“可重復(fù)使用”是中國航天在2023年推進(jìn)創(chuàng)新工作的關(guān)鍵詞之一。11月2日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，中國首次液體火箭全尺寸一子級(jí)垂直起降與重復(fù)使用飛行試驗(yàn)取得成功。12月10日，該枚火箭再次成功完成起降飛行試驗(yàn)，最高飛至350米左右，之后下落并完成橫移，最終在距起飛點(diǎn)50米的位置穩(wěn)穩(wěn)降落。進(jìn)行“可重復(fù)使用”的除了火箭之外，還有一款中國試驗(yàn)航天器。5月8日，該試驗(yàn)航天器在軌飛行276天后，返回預(yù)定著陸場，試驗(yàn)取得圓滿成功。12月14日，一型可重復(fù)使用的試驗(yàn)航天器發(fā)射升空，根據(jù)計(jì)劃，其在軌運(yùn)行一段時(shí)間，開展可重復(fù)使用技術(shù)驗(yàn)證及空間實(shí)驗(yàn)，之后返回預(yù)定著陸場。

　　這一年，中國空間電推進(jìn)技術(shù)取得新突破。6月中上旬，由中國航天科技集團(tuán)五院研制的大功率霍爾推力器在大型電推進(jìn)真空試驗(yàn)設(shè)備上首次點(diǎn)火成功，實(shí)現(xiàn)高指標(biāo)寬范圍穩(wěn)定工作。電推進(jìn)系統(tǒng)具有的比沖較傳統(tǒng)化學(xué)劑推進(jìn)大大提高，以電推進(jìn)取代化學(xué)動(dòng)力，意味著大幅減少航天器攜帶的燃料量，是一場影響深遠(yuǎn)的太空動(dòng)力變革。中國天宮空間站核心艙配置了4臺(tái)霍爾電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，這也是人類載人航天器上首次使用電推進(jìn)。大功率霍爾電推進(jìn)作為國際先進(jìn)空間推進(jìn)領(lǐng)域的重要技術(shù)路線，在載人航天、貨運(yùn)飛船、行星際探測、采樣返回等多種空間任務(wù)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

　　在嫦娥探月工程“三步走”完美收官之后，中國載人月球探測工程一直備受矚目，相關(guān)信息陸續(xù)對外界發(fā)布。5月，中國載人航天工程辦公室表示，中國載人月球探測工程登月階段任務(wù)已啟動(dòng)實(shí)施，該任務(wù)總的目標(biāo)是，2030年前實(shí)現(xiàn)中國人首次登陸月球，開展月球科學(xué)考察及相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)，突破掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機(jī)聯(lián)合探測等關(guān)鍵技術(shù)，完成“登、巡、采、研、回”等多重任務(wù)，形成獨(dú)立自主的載人月球探測能力，將推動(dòng)載人航天技術(shù)由近地走向深空的跨越式發(fā)展，深化人類對月球和太陽系起源與演化的認(rèn)識(shí)，為月球科學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)中國智慧。7月，中國載人登月初步方案向社會(huì)發(fā)布，透露了將從地面起飛到月面著陸和科考，再到月面上升直至返回地球的大致過程。

　　在太空探測規(guī)劃方面，3月初，國家航天局探月與航天工程中心發(fā)布相關(guān)的通知指出，天問二號(hào)任務(wù)已正式獲得國家批準(zhǔn)立項(xiàng)，計(jì)劃通過一次發(fā)射，實(shí)現(xiàn)從一顆近地小行星采樣返回地球，之后前往小行星帶中的主帶彗星311P開展伴飛探測。

　　空間科學(xué)數(shù)據(jù)陸續(xù)發(fā)布

　　2023年是中國太空探索豐收年，多年來辛勤實(shí)施的嫦娥探月工程、火星探測工程、載人航天工程等的科研項(xiàng)目取得豐富的科學(xué)探測數(shù)據(jù)和豐碩科研成果并向外界陸續(xù)發(fā)布。

　　在嫦娥探月工程領(lǐng)域，有關(guān)方面這一年進(jìn)行了近10次嫦娥四號(hào)科學(xué)探測數(shù)據(jù)發(fā)布。比如，12月4日，月球探測工程地面應(yīng)用系統(tǒng)公開發(fā)布了嫦娥四號(hào)第三十九批科學(xué)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)由嫦娥四號(hào)著陸器和巡視器所搭載的4臺(tái)科學(xué)載荷在第57至59月晝期間獲取，總量為1043.6 MB，具體為著陸器上兩臺(tái)月表中子與輻射劑量探測儀獲取的數(shù)據(jù)，巡視器上1臺(tái)全景相機(jī)、1臺(tái)紅外成像光譜儀、2臺(tái)中性原子探測儀獲取的數(shù)據(jù)�？茖W(xué)家對嫦娥五號(hào)取回的月壤的研究取得新成果。10月，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所科研團(tuán)隊(duì)與合作者通過月壤樣品的玄武巖和角礫巖顆粒中的硫化物開展精細(xì)結(jié)構(gòu)研究，揭示了月球玄武巖和角礫巖中的鎳黃鐵礦均是從隕硫鐵中出溶形成，推測角礫巖中鎳黃鐵礦的形成可能與外來的隕石撞擊有關(guān)。

　　憑借對人類認(rèn)識(shí)月球作出的突出貢獻(xiàn)，中國嫦娥五號(hào)團(tuán)隊(duì)在10月舉行的第74屆國際宇航大會(huì)期間獲頒“勞倫斯團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”。

　　在火星探測工程領(lǐng)域，有關(guān)方面這一年進(jìn)行了10次天問一號(hào)科學(xué)探測數(shù)據(jù)發(fā)布。比如，7月3日，首次火星探測任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)公布了天問一號(hào)探測器上搭載的高分辨率相機(jī)等12個(gè)科學(xué)載荷在2022年獲取的科學(xué)數(shù)據(jù)，總量為1563.4GB。

　　在4月24日舉行的“中國航天日”主場活動(dòng)啟動(dòng)儀式上，中國首次火星探測火星全球影像圖正式發(fā)布。國際天文聯(lián)合會(huì)根據(jù)相關(guān)規(guī)則，將其中的22個(gè)地理實(shí)體，以中國人口數(shù)小于10萬的歷史文化名村名鎮(zhèn)加以命名�；鹦侨�球影像圖為彩色，包括按照制圖標(biāo)準(zhǔn)分別制作的火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖和墨卡托投影加方位投影圖，空間分辨率為76米，將為開展火星探測工程和火星科學(xué)研究提供質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。值得一提的是，在四五月間，中國科學(xué)家通過分析“祝融號(hào)”火星車數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)火星存在液態(tài)水。

　　在載人航天工程領(lǐng)域，8月18日，有關(guān)方面舉行新聞發(fā)布會(huì)，介紹了載人航天工程立項(xiàng)實(shí)施以來，特別是空間站建造期間空間科學(xué)、空間應(yīng)用、空間技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)展成果。據(jù)悉，空間站已安排在軌實(shí)施了110個(gè)空間科學(xué)研究與應(yīng)用項(xiàng)目，涉及空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理和空間新技術(shù)領(lǐng)域，獲得原始數(shù)據(jù)近100TB，下行了近300個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品，部分項(xiàng)目已取得階段性應(yīng)用成果。空間生命科學(xué)研究成果直接應(yīng)用于生物材料、藥物、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)技術(shù)；微重力流體、燃燒和材料科學(xué)等方面的研究成果為解決國家材料短板問題、改進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)加工工藝等作出了貢獻(xiàn)。

　　值得稱道的是，空間實(shí)驗(yàn)室獲得的一種非晶合金制備方法已廣泛應(yīng)用于新能源汽車、智能終端設(shè)備的量產(chǎn)零部件中。

　　商業(yè)航天發(fā)展勢頭迅猛

　　2023年中國航天發(fā)展的一個(gè)鮮明特點(diǎn)是，商業(yè)航天保持迅猛發(fā)展勢頭，民營航天異軍突起。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至12月15日，中國航天在本年度已進(jìn)行了17次與商業(yè)航天有關(guān)的宇航發(fā)射活動(dòng)，擔(dān)綱的主角既有商業(yè)運(yùn)載火箭，也有各類商業(yè)衛(wèi)星。

　　谷神星一號(hào)運(yùn)載火箭今年大放異彩，飛天次數(shù)從之前的3年4次，大幅增加至1年至少7次，其中還包括1次海上發(fā)射，把共約20顆衛(wèi)星送入太空。作為民營航天公司北京星河動(dòng)力裝備科技有限公司研制的一款小型固體商業(yè)運(yùn)載火箭，谷神星一號(hào)于2020年11月首次發(fā)射即獲成功，經(jīng)過數(shù)年磨礪，已成為中國商業(yè)火箭的新秀。

　　7月，民營航天公司北京藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司研發(fā)的火箭朱雀二號(hào)發(fā)射成功，成為世界第一次成功將載荷送入預(yù)定軌道的液氧甲烷火箭，標(biāo)志著中國運(yùn)載火箭在新型低成本液體推進(jìn)劑應(yīng)用方面取得重大突破。12月，該款火箭再接再厲，順利實(shí)施了1箭3星發(fā)射任務(wù)。在發(fā)射后舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，該公司表示，可復(fù)用火箭新型號(hào)朱雀三號(hào)將于2025年首飛。

　　這一年，民營航天公司的多款火箭如天龍二號(hào)、雙曲線一號(hào)、力箭一號(hào)等均成功實(shí)施了發(fā)射任務(wù)。此外，中國航天國家隊(duì)繼續(xù)向商業(yè)火箭領(lǐng)域拓展，航天科技集團(tuán)和航天科工集團(tuán)分別以長征二號(hào)丁和快舟一號(hào)甲為主力型號(hào)，連續(xù)實(shí)施了多次商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)。多方參與、友好競爭，中國商業(yè)火箭領(lǐng)域呈現(xiàn)出日漸蓬勃的生機(jī)和活力。

　　2023年，中國最引人矚目的商業(yè)衛(wèi)星公司無疑是吉林長光衛(wèi)星。6月，該公司與有關(guān)方面合作，成功實(shí)現(xiàn)了1箭41星發(fā)射、測控和組網(wǎng)，使其著力打造的吉林一號(hào)星座進(jìn)一步完備，為國土安全、地理測繪、土地規(guī)劃、農(nóng)林生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)保、智慧城市等各領(lǐng)域提供了更高質(zhì)量的遙感信息和產(chǎn)品服務(wù)。不僅如此，長光衛(wèi)星于7月攜手中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院開展了星地激光高速通信試驗(yàn)并取得成功，為中國星地通信體制從微波拓展至激光奠定了基礎(chǔ)。

　　在打造低軌通訊衛(wèi)星星座領(lǐng)域，從目前披露的信息看，既有中國航天“國家隊(duì)”的虹云工程、鴻雁工程、星網(wǎng)工程，也有商業(yè)公司推出的衛(wèi)星星座，如天啟星座。9月5日，新一批天啟星座衛(wèi)星成功發(fā)射入軌。根據(jù)規(guī)劃，最終將建成由38顆衛(wèi)星和若干地面站組成的低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座，構(gòu)建天地一體的低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

　　國際航天合作成果豐碩

　　探索宇宙奧秘是人類共同的追求，發(fā)展太空事業(yè)是人類共同的愿望。這一年，中國繼續(xù)致力于推動(dòng)國際航天合作和交流，通過雙邊和多邊渠道，以重大空間工程為合作平臺(tái)，調(diào)動(dòng)官方和民間多種力量的積極性，與國際合作伙伴攜手共同探索太空、開發(fā)空間資源。根據(jù)國家航天局相關(guān)負(fù)責(zé)人近期在2023年空間技術(shù)和平利用國際研討會(huì)上發(fā)布的消息，目前，中國已與50多個(gè)國家、國際組織簽訂了150多份空間合作文件。

　　分享空間樣品和數(shù)據(jù)是中國推進(jìn)國際航天合作的重要方面。在2023年“中國航天日”主場活動(dòng)啟動(dòng)儀式上，中國國家航天局公布，中方向俄羅斯、法國分別各贈(zèng)送了1.5克科學(xué)用月球樣品。這些月球樣品是中方通過實(shí)施嫦娥五號(hào)任務(wù)從月球上采集的。此外，一些國家如澳大利亞、美國、英國、瑞典等國的科學(xué)家參與了中國月球樣品的科學(xué)研究。4月12日，中方宣布，中國首顆綜合性太陽探測衛(wèi)星夸父一號(hào)準(zhǔn)實(shí)時(shí)觀測部分?jǐn)?shù)據(jù)對國內(nèi)外無差別開放，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。同時(shí)，中方還推出了夸父一號(hào)國際訪問學(xué)者計(jì)劃，鼓勵(lì)基于“夸父一號(hào)”觀測數(shù)據(jù)的國際合作研究。

　　天宮空間站是中國推進(jìn)國際航天合作的重要平臺(tái)。早在“天宮”在軌建設(shè)之前，中方就多次向國際社會(huì)表達(dá)了開放合作的態(tài)度并開放國際合作項(xiàng)目申請、遴選等。在8月舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，中國載人航天工程新聞發(fā)言人介紹，首批國際合作項(xiàng)目載荷將在空間站開展實(shí)驗(yàn)，與歐空局聯(lián)合實(shí)施的10個(gè)空間應(yīng)用項(xiàng)目有序推進(jìn)中。他還向外國航天員發(fā)出邀請，歡迎他們進(jìn)入中國空間站開展實(shí)驗(yàn)。相信不久的將來，外國航天員的身影將出現(xiàn)在“天宮”，與中國同行一起遨游太空。

　　開展航天科技援助是中國推進(jìn)國際航天合作的重要形式。中國航天積極參與“一帶一路”建設(shè)，致力于搭建“太空絲路”，為合作伙伴培養(yǎng)本土航天人才，推動(dòng)航天技術(shù)轉(zhuǎn)讓，建設(shè)當(dāng)?shù)睾教炱餮兄苹�礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)射衛(wèi)星。中國和埃及航天合作就是這種形式的典范。

　　6月下旬，由中方承建的埃及衛(wèi)星總裝集成測試中心完成終期驗(yàn)收審核，埃及由此成為非洲首個(gè)具備此能力的國家。12月4日，中埃聯(lián)合研制的衛(wèi)星埃及二號(hào)發(fā)射成功。該衛(wèi)星將主要用于埃及的國土資源普查，滿足該國用戶在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市建設(shè)、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域的需求，將極大地促進(jìn)埃及的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。

　　這一年，國際月球科研站計(jì)劃迎來南非、白俄羅斯、巴基斯坦、埃及等多個(gè)新合作伙伴。中國提出該計(jì)劃并將聯(lián)合多國共同實(shí)施，攜手在月球表面和月球軌道打造長期自主運(yùn)行、短期有人參與，可擴(kuò)展、可維護(hù)的綜合性科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，揭示更多月球秘密。(人民日報(bào)海外版)