非凡75年·科技篇|中國航天「從無到強」 躋身世界前列

編輯︰紀小廷
導讀
新中國成立75載,風雨兼程,滄桑巨變。「非凡75年」系列專題,梳理中國在科技、政經、文體、環保4大領域,經歷了怎樣的變遷、突破和發展。

  本文是科技篇第2篇文章,帶你了解75年來中國航天事業如何「從無到強」,一步步躋身航天大國。

 

非凡75年|建國初期 航天事業起步

  新中國成立之初,航天事業從零起步。1956年,中央根據錢學森的建議,成立國防部第五研究院用於研究火箭、導彈技術,可視為國家航天事業的起點。

  1970年4月,中國第一顆人造地球衛星「東方紅一號」成功發射,一曲《東方紅》透過廣播電台響徹神州,中國成為全球第五個獨立研製並發射人造衛星的國家。1975年11月,中國又成功發射第一顆返回式衛星,該衛星在軌運行3天後成功返回地面。這兩個里程碑事件,拉開中國航天的序幕。

1970年中國第一顆人造地球衛星「東方紅一號」成功發射。圖為東方紅一號衛星正進行組裝工作。(網上圖片)

  改革開放後的80年代,國家提出「863計劃」發展高科技,航天技術在七大領域中位列第二,開啟航天科技騰飛的路程。

非凡75年|載人航天30年 建中國太空站

  90年代初,國際格局風雲變幻,世界主要大國競相發展載人航天。美俄等16國聯合建造國際太空站,中國卻被排除在外。1992年,中國載人航天工程正式立項,確定了載人航天「三步走」戰略,決心獨立自主建造自己的太空站。

  「三步走」的第一步是發射載人飛船。1992年至2002年,中國用10年完成了4次無人飛行任務。2003年,楊利偉搭乘「神舟五號」飛船在軌飛行14圈,歷時21小時23分安全返回,成為浩瀚太空中的第一位中國訪客,而中國則成為世界上第三個獨立掌握載人航天技術的國家。

楊利偉乘神舟五號圍繞地球軌道飛行14個圈,期間除了展示中國及聯合國旗,還以中英雙語向地球及在太空的同行問好。(圖片來源:視覺中國)

  第二步是實現飛行器交匯對接、建設太空實驗室。2003年至2013年,中國10年間執行5次載人飛行,進一步完成了出艙活動、飛行器交匯對接等關鍵技術。2016年至2017年,第一個真正意義上的太空實驗室「天宮二號」發射,「神舟十一號」太空人駐留30天,首次實現中期在軌駐留,意味着第二階段圓滿收官。

  第三步則是建設太空站。有了豐富的經驗累積,2020年至2022年間,各項發射任務密集舉行,用時兩年就完成了太空站在軌建設。太空站完全獨立自主設計,基本構型為「T」字型,由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙構成。它在距離地面約400公里的軌道上運行,好像一個太空家園,長期可容納3名太空人生活工作、進行各種太空實驗。

  載人航天工程是中國規模最大、系統組成最複雜、技術難度最高的國家重點項目之一。30年以來,工程取得4,000多項發明專利,推動航天產業騰飛,並帶動原材料、微電子、機械制造、化工、冶金、通信等領域快速發展,大大促進科技水平提升。

  延伸閱讀:定居太空第一步? 走進「太空之家」—中國太空站

中國太空站基本構型為「T」字型,由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙構成,還可對接1艘天舟貨運飛船及2艘神舟載人飛船,「三艙三船」組合體總重量接近100噸。(圖片來源:中國國家航天局)

非凡75年|深空探測 「奔月探火」叩問蒼穹

  月球是地球的天然衛星,也是人類走出地球、探索太空的第一步。90年代初,航天專家提出了探測月球的構想;2004年,探月工程正式立項實施,命名「嫦娥工程」,並確定了「繞、落、回」三步走的戰略規劃。

  「三步走」的里程碑事件包括:

  2007年10月,「嫦娥一號」衛星抵達200公里的環月軌道,成功實現繞月飛行,完成第一步「繞月」。

  2013年12月,「嫦娥三號」探測器成功發射,首架月球車「玉兔號」在月面著陸並進行自動巡視勘察,完成了第二步「落月」。「玉兔號」在月球上「測月、巡天、觀地」,設計壽命原本90天的它,超期工作3年多,取得月球淺表層地質結構、月基天文觀測等科學數據。

2013年「嫦娥三號」探測器成功發射,首架月球車「玉兔號」在月面著陸並進行自動巡視勘察,完成了第二步「落月」。圖為「嫦娥三號」模型。(圖片來源:視覺中國)

  2020年12月,「嫦娥五號」歷經23天的旅程,將大約2公斤月球樣品回到地球。至此,探月工程歷時16年,圓滿完成了「繞、落、回」的最後一步,中國成為世界上第三個實現月球采樣返回的國家。

自動採樣是嫦娥五號任務的核心關鍵環節之一,探測器經受住超過100攝氏度的月面高溫考驗,依託全新研製的地外天體樣品採集機構,通過機械臂表取和鑽具鑽取兩種方式分別採集月球樣品。(圖片來源:中國國家航天局)

  探月工程圓滿結束,登月及駐月工程緊隨其後。根據規劃,中國將於2030年前實現載人登月,2040年前建成國際月球科研站,並逐步發展建設多功能月球基地。

  需要補充的是,月球探測僅僅是深空探測計劃的其中一部分。目前「天問一號」已成功探測火星,後續中國還將實施火星採樣返回,並對木星、天王星等行星進行探測,向更遠的深空一步步邁進。

  延伸閱讀:中國探月工程四期展開 向月球基地進發!

非凡75年|北斗系統 推動社會經濟發展

  航天事業不僅能「飛天」,推動科技發展;亦能「落地」,為社會生活帶來諸多效益。目前人類利用太空科技最主要的方式,就是透過人造衛星進行通信、遙感、導航等等。

  上世紀90年代,美國GPS、俄羅斯格洛納斯這兩大導航系統完成全球組網,幾乎壟斷全球導航系統。當時中國經濟和科技實力落後,且面對嚴密的技術封鎖。逆境之中,國家提出「三步走」的發展戰略,獨立建設自己的衛星導航系統。

在北斗一號實驗系統、北斗二號區域系統建成後,2017年11月到2020年6月,中國發射30顆組網星,建成北斗三號全球系統,使中國成爲第 3個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。(圖片來源:視覺中國)

  2000年年底,「北斗一號」系統建成,向中國提供服務;2012年年底,「北斗二號」系統建成,向亞太地區提供服務;2020年7月;北斗全球系統建成,向全球提供服務。

  北斗系統的衛星核心部件100%自主可控,性能達到世界先進水平,為全球用戶提供全天候、高精度的定位、導航、授時服務,應用在不同領域。

安裝有北斗系統的終端設備具備短報文通信功能,可以在沒有手機信號的情況下發送短信、報告位置。(圖片來源:視覺中國)

  例如在生活領域,北斗提供短報文通信服務,可以在沒有手機信號的情況下發送短信、報告位置,在地震救災中發揮重要作用;在交通及運輸領域,不少汽車、船舶、航空器、農業機械,都運用北斗終端設備進行自動導航。

中國北斗衛星導航系統發展歷程及展望。(「當代中國」製圖)

  星空浩瀚,探索無止境,中國航天不斷發展,書寫了從無到有、從弱到強的壯闊歷程,將來的發展亦令人引頸以待。

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