進擊的中國航天：2020年不平凡征途

6月23日，北斗三號最后一顆組網衛星成功發射，這也意味著在歷時20多年后，北斗全球衛星導航系統正式建設完成。

中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其此前表示，北斗衛星導航系統是中國迄今為止，規模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能要求最高的巨型復雜航天系統。

然而，隨著中國航天技術的不斷發展，北斗衛星導航系統的建設速度也在加快。自2017年11月首顆衛星發射升空至今，北斗三號的30顆導航衛星在30個月內全部被成功送上天空。冉承其曾評價，北斗三號創造了中國航天發射歷史上高密度、高成功率的新紀錄。

中國的航天事業正在向全世界展示“中國速度”。在被認為是中國航天大年的2020年，北斗衛星系統的順利收官只是其中一環，除此之外，探月三期的收官，發射火星探測器以及開建中國空間站等重大工程，都非常值得期待。

“嫦娥五號”往返月球

2004年1月，中國的探月工程正式獲批立項，并命名為“嫦娥工程”。按照規劃，整個探月工程分為“繞、落、回”三個階段。

基于此前已先后完成的嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、再入返回飛行試驗以及嫦娥四號等5次任務，探月工程的“繞”和“落”的任務都已經完成。

而最后的“回”，將由嫦娥五號來完成。據悉，2009年，在探月二期工程實施的同時，中國就正式啟動了探月三期工程，即“嫦娥五號”任務的方案論證和預先研究。

今年1月，中國航天科技集團對外宣布，將于10月底前后發射嫦娥五號探測器，實施首次月球采樣返回。

上文提及的再入返回飛行試驗其實就是在為嫦娥五號進行技術驗證。據了解，該任務的工程目標是驗證返回器氣動與熱防護、再入GNC、輕小型回收等關鍵技術，確保返回器技術方案的可行性和正確性。

2014年10月，探月工程團隊成功進行了月地高速再入返回任務。最終，返回器采用“半彈道跳躍式”高速再入返回地球，精確著陸在內蒙古預選著陸區，驗證了第二宇宙速度月-地精確返回技術，這也為嫦娥五號的發射打下了重要基礎。

據航天科技集團五院嫦娥五號探測器副總設計師彭兢此前接受媒體采訪時透露，嫦娥五號探測器預計飛行22天至23天左右到達月球，在月球風暴洋西北部地區著陸、采集樣本后，返回器在月表點火起飛，最終返回地球。

一位航天專家告訴記者，嫦娥五號探測器將由月球軌道器、著陸器、上升器和返回器等組成，總重約8.2噸。在整個任務實施過程中，嫦娥五號主要將克服月面采樣、月面起飛、月球軌道交會對接、地球大氣高速再入返回等四大關鍵技術。

如果嫦娥五號能夠順利完成月球采樣返回的任務，那也意味著，中國完成了除宇航員生存以外的載人登月主要關鍵技術的驗證。

中國探月工程總設計師、中國工程院院士吳偉仁在2019年談及中國探月工程的成就時提到，中國的探月工程起步晚但起點高，經費投入少但科技產出多，發射次數少但成功率高。

吳偉仁稱，15年來中國探月整體水平和能力快速發展，在世界探月領域正從“跟跑、并跑”走向部分“領跑”。

近日，吳偉仁、于登云、孫澤洲等“嫦娥四號”任務團隊優秀代表，獲得了國際宇航聯合會2020年度“世界航天獎”，這也是該獎項70年來首次授予中國航天科學家。

據悉，于2019年1月3日登陸月球背面的嫦娥四號探測器，完成了很多人類航天發展歷史上的新突破，比如是人類首次在月球背面開展月球科學探測和低頻射電天文觀測等。目前，嫦娥四號已經在月面生存超過500天，也成為了在月球表面工作時間最長的人類探測器。

據21世紀經濟報道了解，嫦娥四號也是探月四期工程的首次任務。接下來，探月四期基本明確還有三次任務，分別是嫦娥六號在月球南極進行采樣返回；嫦娥七號在月球南極進行一次綜合探測；以及嫦娥八號除進行科學探測試驗外，還要進行一些關鍵技術的月面試驗，為建立月球科研基地做前期探索。

探索火星

人類對于太空的向往，早已不滿足于對月球的探索，而火星，由于其距離地球較近且自然環境與地球最為類似，因此也成為人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。按照計劃，中國也將于今年7月實施首次火星探測任務。

據記者了解，火星探測將是中國深空探測的起點和重點，實施方案在經過三輪迭代之后，于2016年1月正式立項。

一位熟悉中國深空探測的業內人士告訴記者，中國的火星探測雖然起步比較晚，但是基于探月工程積累的經驗以及火箭的運載能力，其在首次任務中就計劃實現火星的“繞、著、巡”，如果成功，中國的深空探測將實現跨越式的發展，并成為世界上第二個獨立掌握火星著陸巡視探測技術的國家。

據悉，中國首次火星探測任務主要由探測器、運載火箭、發射場、測控、地面應用等五大系統組成。其中。探測器由環繞器和著陸巡視器組成，總質量約5噸。

在環繞器中，配置了7臺科學載荷，具體包括中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、火星礦物光譜探測儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀，

而著陸巡視器則是由進入艙和火星車組成。按照計劃，進入艙將完成火星進入、下降、著陸任務，火星車則會在著陸區開展巡視探測。在火星車上，將配置多光譜相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、地形相機共6臺科學載荷。

中國航天科技集團科技委主任包為民此前接受采訪時表示，中國首次火星探測任務設定了五大科學目標，主要涉及空間環境、形貌特征、表層結構等研究。

其表示，火星是太陽系中距離地球較近、自然環境與地球最為類似的行星之一。火星探測不僅有助于探究火星生命的存在和演化過程等問題，更可借此了解地球的演化歷史和預測地球的未來變化趨勢，同時也為人類開辟新的生存空間尋找潛在目標。

根據中國航天科技集團此前披露的信息顯示，火星探測任務將使用長征五號火箭把火星探測器發射至地火轉移軌道。隨后，通過多次軌道機動和中途修正，在近火點實施制動，實現火星捕獲進入環火橢圓軌道。

然后探測器會運行到選定的進入窗口，進行降軌控制，釋放著陸巡視器。著陸巡視器進入火星大氣后，通過氣動外形、降落傘、反推發動機等多級減速和著陸腿反沖，實現軟著陸。

著陸后，火星車將與承載平臺分離，在火星表面開展巡視科學探測。而環繞器將在中繼通信軌道上為火星車提供中繼通信鏈路。

上述業內人士表示，雖然中國已經有了月球“繞、著、巡”的成功經驗，但是火星與月球仍存在巨大的差異，所以火星探測任務的難度也要遠大于月球。

比如因為月球和火星的運動規律不同，月球探測理論上每個月都有發射機會，而火星探測的發射機會每26個月才出現一次；另外，地火的最遠距離約為地月距離的1000倍，這對測控通信能力以及探測器的自主運行能力都提出更高的要求。

“天宮”開建

今年5月5日，為中國載人空間站工程研制的長征五號B運載火箭，搭載著新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙成功發射。

1992年，中國開始實施載人航天工程，并制定了“三步走”的發展戰略，其中第三步，是要建造載人空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。而以長征五號B首飛成功為標志，也拉開了中國載人航天工程“第三步”——建造載人空間站的任務序幕。

據悉，長征5系列運載火箭是新一代運載火箭型譜中的大型運載火箭，也被稱作是“胖五”。上文提到的火星探測器以及嫦娥五號都將由長征五號運載火箭來發射，而長征五號B則是在長征五號的基礎上改進研制而來，近地軌道運載能力超過22噸，也是中國目前近地軌道運載能力最大的火箭，將主要用于近地軌道大型航天器發射。

5月8日，中國新一代載人飛船試驗船返回艙成功降落在酒泉東風回收著陸場預定區域。中國航天科技集團五院載人航天工程載人飛船系統總設計師張柏楠今年5月接受采訪時表示，從5月5日成功發射到5月8日安全返回，新一代載人飛船試驗船的表現堪稱完美，鋪就了通往太空的新“天路”。

按計劃，中國空間站將于2022年前后完成建造，并一共規劃12次飛行任務。長征五號B發射任務完成后，還將有11次發射任務。

據中國載人航天工程辦公室此前介紹，接下來，中國將先后發射核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ，進行空間站基本構型的在軌組裝建造。其間，還規劃發射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運飛船，進行航天員乘組輪換和貨物補給。

據記者了解，中國空間站被命名為“天宮”，其由核心艙“天和”、實驗艙Ⅰ“問天”、實驗艙Ⅱ“夢天”等3個艙段構成，另外貨運飛船命名為“天舟”。

其中，“天和”核心艙全長16.6米，最大直徑4.2米，可支持3名航天員長期在軌駐留，是未來空間站的管理和控制中心。

中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明5月份接受媒體采訪時還透露，目前，我國空間站核心艙已完成正樣產品總裝，問天實驗艙和夢天實驗艙正在開展初樣研制；空間科學應用載荷已陸續轉入正樣研制，執行空間站建造階段四次飛行任務的航天員乘組已經選定，正在開展任務訓練。

對中國航天來說，建造載人空間站，除了在空間科學研究領域有十分重要的作用外，它更是中國航天實力的一次展現。尤其是在未來，當國際空間站“退休”之后，中國空間站也將成為人類在軌的唯一空間站。

當然，中國的載人航天計劃也不會止步于空間站。上文提到的新一代載人飛船，它除了可以運輸宇航員往返于地面和空間站外，實際上也能將宇航員送至月球。

除此之外，張柏楠此前還表示，載人登月和載人去火星，都是第二宇宙速度返回，只要具備了載人登月能力，一般來講就具備去火星的能力。

不過目前來看，中國登陸月球以及火星的計劃還相對遙遠。但中國航天的進步速度，全球有目共睹，尤其是2020年，如果上述重大航天項目均能如期成功實施，那今年注定會成為中國航天的一個里程碑。