中国航天要创新高

航天 · 2016-11-22 20:13:34

2015年最后一个周二的凌晨，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将高分四号卫星送入太空。至此，我国航天“十二五” 发射任务圆满收官。　　随着高分四号的成功升空，我国对外宣布拥有了目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。这是被誉为“天眼工程”的中国高分辨率对地观测系统重大专项（高分专项）的一大进步。　　天眼四天观测地球“高分四号”卫星运行在距地球36000公里的太空，被誉为当今观测地球的最高“太空眼”。这意味着，我国有望突破地球同步轨道遥感卫星总体设计、控制技术、长时间在轨运行、高稳定一体化结构以及高轨高分辨率相机等五大关键技术。　　2013年4月发射升空的“高分一号”是高分专项里的老大哥，其最大特点是“大幅宽成像”，能将视野范围内800公里的事物都纳入进来，只需4天即可完整观测地球。时隔一年半，高分二号在2014年8月升空，其成功发射意味着我国民用遥感卫星进入了亚米级时代。二者的区别在哪里，如果说空间分辨率两米的高分一号能看到地面的小轿车，那么，空间分辨率达到亚米级的高分二号能看到地面的自行车。　　那高分四号又有什么绝技傍身呢，中国航天科技集团高分四号卫星总设计师李果打了一个比方，一部精美的电影，需要多机位协同拍摄——广角、微距等镜头各司其职，才能为观众呈现震撼的“大片”。遥感卫星作为太空中的“摄影师”，也需要这种协作，以便将大现象和小细节均完美呈现于用户。　　由于距离地面更高，高轨道光学遥感卫星的视野更为开阔，在拍摄“大场面”时更具优势。“在地球同步轨道，高分四号卫星可利用长期驻留固定区域上空、快速指向调整能力等优势，在第一时间、持续高频率获取观测数据。”　　如果说高分一号、高分二号是在低轨绕地球运行——巡地、细看，高分四号则是在高轨，相对地球静止驻留凝望，可以对某一目标区域持续观测，时间分辨率高，而不必像低轨卫星隔数小时、数天才能重访同一观测区域。现在三兄弟皆披挂上阵，“强强联合”，就能够“既见树木又见森林”，宣告我国高低轨遥感卫星协同工作时代来临了。　　有了“高一”、“高二”、“高四”，那“高三”、“高五”在哪里，据国防科技工业局重大专项工程中心主任、高分专项工程总设计师童旭东透露，高分三号、高分五号将计划在今年发射，前者为1米分辨率，后者不仅装有高光谱相机，而且拥有多部大气环境和成分探测设备，或可间接测定一些空气污染物。　　童旭东表示，目前高分专项中其他的卫星也均完成了工程立项工作，航空观测系统完成5型载荷立项及出样研制，预计到2020年，基本建成先进的陆地、大气、海洋对地观测系统。　　“悟空”要探“两朵乌云”　　2015年12月17日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空，卫星顺利进入预定转移轨道。此次发射任务圆满成功，标志着我国空间科学研究迈出重要一步。　　暗物质粒子探测卫星“悟空”的重量为1850公斤，其中载荷为1410公斤。卫星功耗为560瓦，轨道为太阳同步轨道，高度500公里，每天平均可观测500万个高能粒子。　　卫星上装载的暗物质粒子探测器，将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务，探寻暗物质存在的证据，研究暗物质特性与空间分布规律。其科学目标是在空间高分辨、宽波段观测高能电子和伽马射线寻找和研究暗物质粒子；通过观测TeV以上的高能电子及重核，在宇宙射线起源方面取得突破；通过观测高能伽马射线，在伽马天文方面取得重要成果。　　国家空间科学中心主任吴季表示，暗物质粒子探测卫星具有先进的科学探测指标，能量分辨率优于1.5%，是迄今为止观测能段范围最宽，能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星，超过国际上所有同类探测器。　　暗物质和暗能量，被科学家们称为“笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云”。目前，我国和世界各国已着手筹建或实施多个暗物质探测实验项目，其研究成果将可能带来基础科学领域的重大突破。　　“悟空”升空后的第7天，12月24日下午5时55分，第一批科学数据下传至中科院国家空间科学中心空间科学任务大厅，接收到的数据显示，暗物质卫星的四大科学载荷：塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器、中子探测器探测到的高能电子和伽马射线计数与地面预测计数率一致，表明其搭载的有效载荷已开始正常工作。　　目前，“悟空”搭载的有效载荷正在进行为期两个月的在轨测试和标定，之后将正式交付中科院紫金山天文台负责的科学应用系统，进入在轨运行阶段，开始为期2年的巡天观测和1年的定向观测。　　载人工程亮点不断　　今年载人航天工程领域也是亮点频现，大手笔不断，天宫二号空间实验室、神舟十一号飞船等宇航发射任务预计都将在今年完成，这两个航天器的发射将为我国载人航天工程续写辉煌。　　过去5年里，载人航天工程可谓战功卓著：2011年，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接；2012年，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器首次手控交会对接试验取得成功；2013年，神舟十号飞船载着3名航天员，完成了首次应用性飞行。这些飞行器发射和任务的完成，标志着我国已完全掌握天地往返、出舱活动、交会对接三大载人航天关键性技术。　　今年将发射的天宫二号空间实验室，是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室，主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验，打造中国第一个真正意义上的空间实验室。　　天宫二号先行发射，在其入轨并完成在轨测试后，神舟十一号也将发射，二者在太空完成交会对接。未来货运飞船“天舟一号”也将与天宫二号对接，用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验。　　按计划，我国将于2020年前后建成载人空间站，届时或将成为世界唯一在轨的空间站。天宫二号被看作这一空间站里的“实验室”。发射天宫二号空间实验室的目标是建成我国正式的空间实验室大系统，届时，将通过载人飞船把航天员送到天宫二号，更长时间地生活和工作，以进一步验证航天员在轨驻留能力。　　今年载人航天是亮点，探月工程也在紧锣密鼓进行。2013年底，嫦娥三号月球探测器实现了我国航天器在地外天体的软着陆，通过月球车实现了月面行走。在原计划中，为了确保任务能够顺利完成，嫦娥四号在设计、制造和性能上，都与三号基本相同。由于嫦娥三号的任务已经顺利完成，嫦娥四号就有了新任务，探测月球背面。探月工程副总指挥、国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠介绍，由于地球、月球两个天体自转、公转的原因，月球始终以“一面”面向地球，另一面永远躲在地球的视线的背面。如果想实现在月球背面的着陆，信号传输就需要空间中另外一个点，作为空间通讯中继站，因此需要先发射一颗中继卫星，这也是嫦娥四号任务的一大关键。　　刘继忠表示，根据目前嫦娥四号的研制情况和方案，计划在2018年左右发射中继星，在2018年年底发射着陆器和巡视器。至于实现无人月面探测取样并返回地球，则是嫦娥五号的任务，该任务也有望在近两三年内执行。

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