中國航天迎來“超級2020”

五軒

2019年12月27日，我國運載能力最大的火箭——長征五號成功發(fā)射我國最重衛(wèi)星，同時也是東方紅五號衛(wèi)星公用平臺首飛試驗星——實踐二十號衛(wèi)星。這一出“重頭戲”完美收官中國航天2019年宇航任務(wù)。長征五號也為我國探月工程三期、載人航天、火星探測等鋪好了登天之路。

2020年4月24日是第五個“中國航天日”。2020年，中國航天宇航發(fā)射繼續(xù)開啟”超級模式”，實施月球正面采樣返回任務(wù)、我國首次火星探測任務(wù)、北斗三號全球組網(wǎng)任務(wù)、新一代載人飛船試驗船發(fā)射任務(wù)以及長征五號B、長征八號等新一代運載火箭的首飛任務(wù)。如果一切順利，2020年，中國航天的發(fā)射次數(shù)有望突破40次，發(fā)射60余顆航天器，再創(chuàng)歷史新高！

嫦娥五號將去月球“挖土”

2020年，我國將用長征五號火箭擇機發(fā)射嫦娥五號探測器，實現(xiàn)月面無人采樣返回，圓滿完成探工程“繞、落、回”三步走的總體規(guī)劃目標(biāo)。

“繞”為第一步。首先實現(xiàn)衛(wèi)星繞月飛行探測，2007年發(fā)射的嫦娥一號衛(wèi)星便圓滿完成了“繞月”使命。

“落”為第二步。我們的探測器要首先完好無損地降落在月球上，才能載人上去。2010年發(fā)射的嫦娥二號作為二期工程的先導(dǎo)星，驗證了一部分關(guān)鍵技術(shù)，又對預(yù)選降落區(qū)域進(jìn)行了探測，并與圖塔蒂斯小行星“擦肩而過”，首次實現(xiàn)了我國對小行星的飛越探測，成為我國第一個行星際探測器。2013年，發(fā)射的嫦娥三號實現(xiàn)了月球軟著陸，這也是我國航天器首次降落在地球以外的天體。2018年發(fā)射的嫦娥四號實現(xiàn)了世界首次月球背面軟著陸與巡視勘察。

“回”為第三步。這也是最關(guān)鍵的一步。未來，我們的航天員不能當(dāng)滯留的“嫦娥”而要隨探測器返回地球。同時，科學(xué)家也需要在地球?qū)υ虑驑颖具M(jìn)行分析。因此，這個階段需要可以把月球車采集到的樣品帶回來的技術(shù)。嫦娥五號月球探測器將在月球風(fēng)暴洋西北部地區(qū)著陸，實現(xiàn)月面無人自動采樣返回，為載人登月做技術(shù)準(zhǔn)備。根據(jù)設(shè)計，嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成，發(fā)射時呈四器串聯(lián)構(gòu)型。

嫦娥五號發(fā)射后，將繞地軌道飛行，之后經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移軌道被月球引力捕獲，轉(zhuǎn)入環(huán)月飛行。在月面預(yù)定區(qū)域著陸，采集月球樣品，經(jīng)月面起飛、月球軌道交會對接和樣品轉(zhuǎn)移、月地轉(zhuǎn)移、再入回收等過程，最后將月球樣品安全送至地面。至于帶回的樣本，航天科技集團公司五院月球探測衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計師顧問葉培建在多個場合下均透露是月球表面的土壤，重量為2千克。

在完成探月工程三期任務(wù)后，我國還計劃對月球進(jìn)行更為深入的探測。后續(xù)的任務(wù)現(xiàn)在暫時叫作探月四期，它的目標(biāo)初步設(shè)想是通過2～3次任務(wù)，建立一個月球科研站基本型，目前的設(shè)想是一個長期無人、短期甚至可以有人訪問的科研站。

我國將首次探測火星

除了月球，中國航天還把目標(biāo)瞄準(zhǔn)了遙遠(yuǎn)的火星?；鹦亲鳛槟壳疤栂祪?nèi)最受人類關(guān)注的行星之一，大約每隔26個月就會發(fā)生一次“火星沖日”。屆時，火星和地球?qū)⑶『门c太陽來到一條直線上，而且兩者的距離會達(dá)到極近值。這段時間如果將探測器送往火星，探測器飛行的路線最短，最省燃料。因此，人類的火星探測活動通常也會每隔26個月出現(xiàn)一次高潮。而距離當(dāng)前時間最接近的“火星沖日”探測窗口便是2020年。美國、歐洲航天局和俄羅斯、阿聯(lián)酋、中國都將在這個發(fā)射窗C發(fā)射火星探測器。

2020年，我國將利用長征五號火箭發(fā)射火星探測器。我國的火星探測任務(wù)計劃通過一次發(fā)射任務(wù)，實現(xiàn)環(huán)繞、著陸和巡視探測三大任務(wù)，成為全世界的第一次?；鹦翘綔y器發(fā)射后，大約需要經(jīng)過7個月的時間抵達(dá)火星。

按照計劃，在火星探測器到達(dá)環(huán)繞火星的軌道后，首先會進(jìn)行兩次減速，最終以軟著陸的形式降落在火星赤道附近。2019年11月14日，我國首次火星探測任務(wù)著陸器懸停避障試驗在河北省懷來縣完成。降落的這7～8分鐘時間，對于整個任務(wù)來說，十分關(guān)鍵。因為探測器在軌道上的速度是每秒幾千米，最后到火星表面。上要變成零，所以剎車還是比較急速的。這個過程又比較復(fù)雜，比如說大氣密度的變化、有沒有風(fēng)、降落傘能否正常彈開、到了要著陸的地方之后能否找到一個安全的著陸點……整個過程充滿極大的不確定性。

此次試驗?zāi)M了著陸器在火星環(huán)境下懸停、避障、緩速下降的過程，對其設(shè)計的正確性進(jìn)行了綜合驗證。

北斗全球系統(tǒng)將全面建成

2020年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航工程將發(fā)射2顆地球靜止軌道的北斗三號衛(wèi)星，我國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航將完成全球組網(wǎng)建設(shè)。屆時，北斗導(dǎo)航就可全天時、全天候為世界各地的每一個角落，提供高精度的導(dǎo)航定位服務(wù)。

目前，全世界有四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略和中國北斗。相比其他三大系統(tǒng)，北斗有自己的優(yōu)勢。北斗采取的是“繼承和創(chuàng)新融合的技術(shù)體制”，其他三大系統(tǒng)所具有的技術(shù)體制或者優(yōu)勢，北斗都具備。此外，北斗還具有短報文和位置報告服務(wù)能力。

北斗系統(tǒng)也采取了“三步走”戰(zhàn)略。

第一步：北斗一號，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)從無到有，使中國成為繼美、俄之后第三個擁有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。北斗一號是探索性的第一步，初步滿足中國及周邊區(qū)域的定位導(dǎo)航授時需求。北斗一號巧妙設(shè)計了雙向短報文通信功能，這種通導(dǎo)一體化的設(shè)計是北斗的獨創(chuàng)。

第二步：北斗二號，區(qū)域無源。北斗二號在兼容北斗一號技術(shù)體制的基礎(chǔ)上，增加無源定位體制，為亞太地區(qū)提供定位、測速、授時和短報文通信服務(wù)。北斗二號創(chuàng)新性構(gòu)建了中高軌混合星座架構(gòu)，為全世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展提出了新的中國方案。

第三步：北斗三號，全球服務(wù)。2009年，我國啟動北斗三號系統(tǒng)建設(shè);2020年，全面建成北斗三號系統(tǒng)。北北三號系統(tǒng)繼承有源服務(wù)和無源服務(wù)兩種技術(shù)體制，為全球用戶提供基本導(dǎo)航（定位、測速、授時）、全球短報文通信和國際搜救服務(wù)，同時可為中國及周邊地區(qū)用戶提供區(qū)域短報文通信、星基增強和精密單點定位等服務(wù)。

北斗的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，是在結(jié)合我國國情和不同階段技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展實際提出的發(fā)展路線。北料系統(tǒng)的成功實踐，走出了在區(qū)域快速形成服務(wù)能力、不斷擴展為全球服務(wù)，具有中國特色的衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展道路，豐富了世界衛(wèi)星導(dǎo)航的發(fā)展模式和發(fā)展路徑。

北斗三期工程建成后，會根據(jù)后續(xù)的需求加入新的衛(wèi)星，使整個導(dǎo)航系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提升。

計劃在2035年，以北斗系統(tǒng)為核心，建設(shè)完善更加融合、更加智能的國家綜合定位導(dǎo)航授時體系。

我國將開展新一代

載人飛船試驗船飛行任務(wù)

新一代載人飛船是面向我國載人航天未來發(fā)展需求而論證的新一代載人天地往返運輸飛行器，不同于我們所熟悉的神舟系列飛船，它采用返回艙與服務(wù)艙兩艙構(gòu)型，在充分繼承我國載人航天工程已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)、推進(jìn)、回收、能源、熱控、電子、人機交互和可重復(fù)使用等方面采用了一系列先進(jìn)技術(shù)，使飛船具備高可靠、高安全、低成本和宜居的特點。飛船采用模塊化設(shè)計，可適應(yīng)近地軌道飛行、載人月球探測和載人深空探測等多種任務(wù)，擴大我國整個載人天地往返的能力。

2020年，我國計劃開展新一代載人飛船試驗船的飛行任務(wù)。據(jù)了解，今年將進(jìn)行的新一代載人飛船全尺寸狀態(tài)在軌飛行試驗，將驗證高速再入返回防熱控制和群傘回收等關(guān)鍵技術(shù)。

長征五號B、長征八號等火箭實現(xiàn)首飛

當(dāng)前，我國載人航天工程全面邁進(jìn)“空間站時代”正在全力進(jìn)行空間站研制建設(shè)。2022年前后，中國空間站“天宮”將正式完成在軌建造任務(wù)，成為長期有人照料的國家級太空實驗室，支持開展大規(guī)模、多學(xué)科交叉的空間科學(xué)實驗。根據(jù)飛行任務(wù)規(guī)劃，空間站工程分為關(guān)鍵技術(shù)驗證、建造和運營三個階段實施，其中關(guān)鍵技術(shù)驗證階段安排了長征五號B運載火箭首飛將在2020年半年組織實施。

長征五號B運載火箭以長征五號技術(shù)為基礎(chǔ)，專門用來執(zhí)行載人空間站的發(fā)射任務(wù)。據(jù)此前報道，長征五號B運載火箭是我國目前正在研制的、近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭?；鸺傞L53.7米，芯級直徑5米，助推器直徑3.35米，起飛重量837.5噸，近地軌道運載能力大于22噸。

以垂直起降重復(fù)使用為最終目標(biāo)的我國新一代中型運載火箭——長征八號組合型遙一火箭也將在今年進(jìn)行合練，迎來首飛。長征八號組合型是在長三甲系列、長征七號等低溫火箭成熟模塊的基礎(chǔ)上研制的中型運載火箭，它將填補我國700千米太陽同步軌道4.5噸左右運載能力的空白，同時兼具近地軌道和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力。而具有垂直起降重復(fù)使用能力的長征八號R型方案研制工作正全面展開，相關(guān)垂直起降大型驗證試驗也將有序展開。

2020年的中國航天注定不凡，同學(xué)們，讓我們共同期待它的精彩呈現(xiàn)！