太空中“中国制造”越来越多

　　近五年来，随着我国载人航天、月球探测、“天宫二号”空间实验室成功实现交会对接、高分辨率对地观测系统等重大工程建设顺利推进，空间科学、空间技术、空间应用领域取得丰硕成果。
　　《小康》记者 韩静 综合报道
　　国务院新闻办公室发表的《2016中国的航天》白皮书显示，2011年至今，中国航天事业持续快速发展，自主创新能力显著增强，进入空间能力大幅提升。2016年，新一代的长征七号、长征五号运载火箭相继首飞成功，使中国火箭运载能力进入国际先进行列。
　　五年来，我国已突破掌握载人天地往返、空间出舱、空间交会对接、组合体运行、航天员中期驻留等载人航天领域重大技术，载人航天重大工程建设顺利推进，全年发射次数在2016年也首次超过美国，跃居世界首位。
　　高速发展的背后，成果不断显现。在2012年6月和2013年6月，“神舟九号”和“神舟十号”载人飞船先后成功发射，与“天宫一号”目标飞行器分别实施自动和手控交会对接，这标志着我国全面突破了空间交会对接技术，载人天地往返运输系统首次应用性飞行取得圆满成功。
　　2016年9月和10月，“天宫二号”空间实验室和“神舟十一号”载人飞船先后成功发射，形成组合体并稳定运行，开展了较大规模的空间科学实验与技术试验，突破掌握了航天员中期驻留、地面长时间任务支持和保障等技术。
　　2017年4月，我国发射“天舟一号”货运飞船，与在轨运行的“天宫二号”空间实验室成功实现交会对接，突破和掌握货物运输和补给等关键技术，为空间站建造和运营积累经验。
　　这些重要时刻，都刻录着我国航天事业不断向前飞跃的路径。
　　文昌航天发射场承载“航天梦”新使命
　　为适应中国航天事业的可持续发展，2007年，经国务院、中央军委批准，在海南文昌建设中国新型航天发射场。2009年9月，正式开工建设。在攻克地基止水、建筑抗风、防腐防雷等一系列工程难题，攻克新型运载火箭推进剂贮运、加注、控制等技术难关后，2016年，一座高度信息化和自动化的现代航天发射场最终建成。
　　
　　作为中国航天发射场新成员，与酒泉、太原、西昌三大发射场相比，文昌航天发射场具有天然的海上运输优势，使中国长久以来火箭、航天器仅靠陆地运输的方式得以改善，使今后更大直径重型火箭的运输成为可能。同时它也是中国首个滨海发射基地和世界上为数不多的低纬度发射场之一。
　　低纬度滨海发射基地的优势在于，能借助接近赤道的较大线速度，以及惯性带来的离心现象，使火箭燃料消耗大大减少，亦可通过海运解决巨型火箭运输难题并提升残骸坠落的安全性。
　　在为期数年的建设过程中，2座被四个避雷塔环绕的固定发射勤务塔最为引人注目，建设以来也经历了各种考验。2013年11月，台风“海燕”登陆文昌，正在施工的发射塔回转平台失去控制，最后安装人员顶着狂风用自己的双手将其成功收拢。2014年7月，超强台风“威马逊”在文昌登陆，虽然风力远超12级的塔架抗风上线，但塔架牢牢扎根大地，主体安然无恙。
　　中国人未来的太空房间
　　建造较大规模、长期有人照料的空间站，是中国载人航天发展战略的第三步。中国的空间站技术，虽然在上世纪80年代的863计划问世之初，就开始前期探索，但真正正式研制，仍是在载人飞船基础上演变而来。
　　2011年9月29日“天宫一号”在酒泉卫星发射中心发射，它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段，同时也代表中国已经拥有建立初步空间站，即短期无人照料的空间站的能力。
　　在此之后，继“天宫一号”后“天宫二号”空间实验室，成为我国自主研发的第二个空间实验室，它的机体设置是在“天宫一号”目标飞行器备份的基础上，根据“天宫二号”的任务的需要改装研制而成。规模与“天宫一号”基本一致，也是一个长期在轨自动运行、短期载人的飞行器，是我国建造空间站之前进行技术验证的重要阶段。
　　它的主要功用是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，发射时释放伴飞小卫星。
　　据中国科学院空间应用系统总指挥高铭介绍，目前“天宫二号”空间实验室相关科学实验和应用试验已获取了丰富的实验数据和成果，在空间科学前沿探索与应用相关领域取得了重要突破。这些突破包括冷原子物理、量子物理、天体辐射源本质等空间科学前沿探索，光学遥感、微波遥感、微小卫星等空间应用技术领域以及遥感应用等方面。其中，包括两位航天员景海鹏与陈冬亲自参与的科学实验项目。
　　那么，中国为什么要耗费大量的人力和财力建造自己的空间站？对这个问题，北京大学地球与空间学院焦维新教授说：“造船是为了建立空间站，建站是为了科学实验，这就是我国自主建立‘天宫一号’‘天宫二号’空间站的原因。”
　　中国工程院院士张履谦的解释则更直白，他表示，空间站是航天事业发展的一个必然趋势，它代表了一个国家的航天国力。“如果我们现在不去掌握这项技术，等到需要使用空间站时再来建造就会落后了。”
　　天舟一号：只运货不运人
　　货运系统是中国建成空间站需要突破和掌握的关键技术，它需要具备向在轨运行航天器补给物资、补加推进剂的能力。这一能力，是确保未来中国空间站在轨长期载人飞行的基本前提。
　　目前该项技术借助天舟一号货运飞船得以实现。业内专家说，天舟一号作为太空快递的大力士，载荷能力实际高于俄罗斯研制的“进步”号M型和美国的天鹅座飞船扩展型，也高于日本的货运飞船。
　　而事实上，天舟一号除了要为“天宫二号”运送物资、燃料外，还要完成包括验证自主快速交会对接新技术在内的众多空间试验任务。验证自主快速交会对接技术，要求两个航天器在6个小时左右实现对接。这一技术一旦验证成功，将大大缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间，减少航天员的体力与精力付出；此外还可以保障科研用品，特别是生物制剂等无法经历长期运输的货品尽快送达空间站。尤其在未来载人空间站等航天器突遇紧急情况时，快速交会对接可以快速地对故障实施抢修与紧急救援等工作，极大地保证航天员生命安全。
　　除了以上提及的重要任务外， 天舟一号备受关注的焦点还集中在首次采用以太网技术，这项技术的关键在于，未来航天员在太空上网不再是梦。“与之前的航天器相比，天舟一号货运飞船首次应用以太网技术，为未来空间站组网通信提供技术验证。”中国航天科技集团八院天舟一号测控通信分系统技术负责人冯书谊说，以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，可以不受空间限制来进行信息交换。有价值的信息在以太网中被资源整合，具有信息量大、高效、快速的传输特点。
　　“此次天舟一号货运飞船首次应用以太网技术，目的就是为未来空间站组网通信提供技术验证。”冯书谊说，天舟一号搭载了一款特殊的“神器”——高速通信处理器。这个由中国航天科技集团公司八院研制的处理器是货运飞船以太网通信的重要组成部分，它就像一座大型机场，可以指引各种大小型飞机起飞降落，接收来自各地的乘客，也可以将乘客送往各地，是一个“核心交通枢纽”。
　　“高速通信处理器不仅在货运飞船的天地测控通信中发挥着巨大的作用，也为空间站千兆通信网的建立奠定了扎实的基础。”冯书谊说。
　　未来五年，中国航天事业还将创造多个“首次”
　　为者常成，行者常至。从无人飞行到载人飞行，从一人一天到多人多天，从舱内实验到太空行走，从单船飞行到组合体稳定运行……中国航天事业肩负着艰巨而光荣的历史使命。在未来五年，中国航天事业还将创造多个“首次”。中国航天科技集团公司总经理吴燕生说：“2017年年底发射嫦娥五号月球探测器，实施月球无人采样和样品返回地球。2018年发射嫦娥四号月球探测器，实现月球背面软着陆。”
　　如若顺利，“嫦娥五号”将是人类在本世纪首次“取回月壤”，“嫦娥四号”将是有史以来首个在月球背面软着陆的探测器。吴燕生透露，将开展载人登月概念研究。
　　除此之外备受关注的还有中国空间站建设的进展，中国载人航天工程办公室副主任杨利伟说，将在2019年底用长征五号运载火箭发射空间站的核心舱，此后还要发射“神舟十二号”、“神舟十三号”载人飞船及实验舱I和实验舱II，在此期间将进行4次以上载人飞行。
　　中国空间基础设施也将从当前的“初步构成”到“建成完备”。迄今为止，中国已发射346颗卫星，拥有实际在轨运行卫星140颗。其中通信卫星波束覆盖全球约70%的陆地面积，区域卫星导航系统建成运营，遥感卫星形成系列化发展和业务化运行。
　　吴燕生说，计划在2020年全面建成北斗全球卫星导航系统星座，同时发射超大容量宽带通信卫星、静止轨道微波探测卫星、海洋盐度探测卫星等，建设天地一体化信息网络。
　　他说，自主研制的商业遥感卫星系统首组两颗“高景一号”已在2016年发射入轨，将在2022年前后建成“16+4+4+X”商业遥感卫星系统并提供服务。