2021年，中國航天又迎來了突飛猛進的一年，在載人航天、火星探測與月球探測等領(lǐng)域均取得了重大成就。今天我們就來“盤一盤”這一年以來中國航天取得的十大成就吧。

1、天上有“宮闕”：中國正式進入空間站時代

2021年4月29日，中國空間站天和核心艙成功發(fā)射升空。隨后，它先后與天舟二號和三號貨運飛船、神舟十二號和十三號載人飛船對接，共計6名航天員先后入駐，標(biāo)志著中國航天正式進入空間站時代。按照預(yù)定計劃，天宮空間站還會在2022年迎來兩個實驗艙和數(shù)次天舟/神舟對接任務(wù)，從而完成全部建設(shè)。

天宮空間站示意圖（圖片來源：人民日報）

遙想1992年9月21日，中國載人航天工程方才正式起步。29年的不懈探索，讓“長征”、“神舟”、“天舟”和“天宮”等一系列浪漫的名字逐漸變成現(xiàn)實。如今，中國終于要擁有自己的“天上宮闕”，“天神”航天員們自由天地往返，讓中華文明古老的飛天神話從夢想照進現(xiàn)實！

2、天上有“神仙”：空間站應(yīng)用達到新高度

建設(shè)空間站是人類載人航天技術(shù)發(fā)展到一定程度后才出現(xiàn)的里程碑事件，是人類工業(yè)文明的巔峰之作。它能促進航天、甚至很多相關(guān)制造業(yè)的發(fā)展，是任何一個航天大國技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

天宮空間站，不僅工程意義顯著，對于提升我國整體科學(xué)技術(shù)水平有著重要意義。相比較此前載人航天任務(wù)主要為實現(xiàn)技術(shù)的逐個突破，天宮空間站則到了技術(shù)投資“大豐收”的階段，更強調(diào)科學(xué)探索與實際應(yīng)用價值，打造我國探入宇宙的“太空實驗室”。因此，天宮運行第一年也見證了我國載人航天和科學(xué)應(yīng)用事業(yè)的突飛猛進。

神舟十二號航天員圓滿完成首次出艙活動（圖片來源：載人航天辦）

例如，天宮空間站的航天員們已經(jīng)實現(xiàn)了四次高難度的出艙行走，每次持續(xù)時間6-8小時，遠長于2008年神舟七號實現(xiàn)的20分鐘出艙行走突破。并且王亞平也邁出了中國女性進入太空的“第一步”。目前，翟志剛、王亞平和葉光富正駐留太空，他們預(yù)計工作約六個月時間，必將打破中國航天員最長滯空紀(jì)錄。

?此外，空間站還實現(xiàn)了快速交會對接、徑向?qū)拥榷囗椉夹g(shù)突破，大大增強了相關(guān)技術(shù)性能。在具體應(yīng)用方面，空間站的科學(xué)實驗類型和數(shù)量也將遠超此前所有任務(wù)的綜合。在航天科普方面，天地互動的“太空課堂”也在數(shù)以億計的學(xué)生腦中埋下了航天的種子。

3、祝融號“下凡”：中國火神踏上火星

?2021年5月15日，在經(jīng)歷了296天的太空之旅后，天問一號火星探測器所攜帶的祝融號火星車及其著陸組合體，成功地降落在火星北半球的烏托邦平原南部，實現(xiàn)了中國航天史無前例的重大突破：天問一號，成為中國首顆人造火星衛(wèi)星；祝融號，成為中國首個火星巡視器（火星車）。祝融，源于中國古老神話中“火神”的名稱，成功踏上了火星！

祝融號與著陸平臺由分離相機拍攝的火星合影（圖片來源：國家航天局）

目前祝融號已經(jīng)超出了預(yù)定的三個月工作時間，仍在火星正常工作。它已經(jīng)行駛了超過1400米，每一步都是中國航天在火星探測史上的新紀(jì)錄。祝融號也在源源不斷向地球發(fā)送揭示火星奧秘的各類科研數(shù)據(jù)，還成為了國際科研合作的典范，與歐空局火星快車任務(wù)進行在軌通信中繼測試，實現(xiàn)了中歐在火星的“太空握手”。

4、羲和號升空，中國進入探日時代

2021年10月14日，我國成功發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”。它的重要使命是研究人類這唯一可以依靠的寶貴恒星——太陽，深入了解它的磁場起源和演化、高能粒子的加速和傳播等重要物理過程，讓我國正式邁入探日時代。

羲和號探日藝術(shù)效果圖（圖片來源：人民日報）

羲和是中國古代神話中太陽神之母的名字，用這個如此特殊的名稱形容一個探求太陽起源的衛(wèi)星可謂浪漫無比。除此之外，另一太陽神話的主角“夸父”也在醞釀之中，它將是個24小時面對太陽的太陽天文臺，為我們揭示太陽的一舉一動。

羲和探日，夸父追日，是中國航天對太陽研究過程中撰寫的新神話。

5、萬水千山只等閑，長征火箭發(fā)射突破紀(jì)錄

2021年，中國火箭共計實現(xiàn)了55次發(fā)射，不僅位列世界第一，也助力人類航天突破了史上最高火箭發(fā)射紀(jì)錄。其中，長征系列火箭發(fā)射次數(shù)突破400，全年實施48箭、103顆航天器，發(fā)射任務(wù)創(chuàng)年度新紀(jì)錄。

中國現(xiàn)役最強火箭長征五號（圖片來源：Tea-tia）

長征系列運載火箭，從第1枚到第100枚，用了37年；到第200枚，又用了7年；到第300枚，用了4年多；而到第400枚，僅用了2年多。在2021年的密集發(fā)射任務(wù)中，兩次發(fā)射最短間隔僅4個多小時，更是實現(xiàn)了7天內(nèi)密集實施4次任務(wù)的連戰(zhàn)連捷。隨著數(shù)量的快速提升，所發(fā)射的載荷質(zhì)量和數(shù)量也在攀升，這些都是中國航天突飛猛進的最直接證明。

長征火箭的名字來自毛澤東著名的《七律·長征》一詩，寫于1935年10月，當(dāng)時長征并未完全結(jié)束。該詩描述了長征期間紅軍不畏艱難、勇往直前的精神，最著名的一句是開頭“紅軍不怕遠征難，萬水千山只等閑”。在未來，長征依然會繼續(xù)行進！

6、長七甲歸來，長征火箭歷史性擴容

?在經(jīng)歷了初次發(fā)射的挫折后，長征七號甲（A）火箭終于在2021年3月11日王者歸來，并在12月23日再立新功！長征七號甲火箭是在長征七號的基礎(chǔ)上擴展而來，吸收了金牌火箭長三乙的優(yōu)點，實現(xiàn)了三級半構(gòu)型。長七甲整箭完全使用無毒安全推進劑，專注于高軌任務(wù)，它的運力、尤其是同步轉(zhuǎn)移軌道運力一下增加到7噸級，填補了我國地球同步轉(zhuǎn)移軌道5.5噸～7噸之間運載能力的空白。

長征七號甲火箭發(fā)射前近景（圖片來源：航天科技集團）

長七甲采用“通用化、系列化、組合化”設(shè)計理念，很容易實現(xiàn)批量生產(chǎn)和高密度發(fā)射。它還首次測試了Ka頻段6M衛(wèi)星數(shù)據(jù)天基測量技術(shù)，直達天鏈中繼衛(wèi)星，大幅減少了對遠望號航天測量船的依賴，也必將逐漸開啟長征火箭遙測的新時代。

7、太空烽火臺，“天鏈”鏈接天地

地球自轉(zhuǎn)對于航天任務(wù)的遙測是個巨大的阻礙，當(dāng)航天器不能被地面和海上遙測站觀測到時，就會進入通信盲區(qū)。為此，我們的解決方案是在35786千米高的赤道上空，搭建一條鏈接天地的信號中繼通路，猶如“太空烽火臺”一般，讓信息交互暢通無阻進行。

“天宮課堂”順利進行的背后是天鏈系列衛(wèi)星保駕護航（圖片來源：央視）

中國的中繼衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其名為“天鏈”。經(jīng)過了若干年的建設(shè)，天鏈一號系統(tǒng)終于在2021年7月6日正式收官。與此同時，天鏈二號系統(tǒng)也已經(jīng)陸續(xù)發(fā)星，并在此前基礎(chǔ)上進行一系列的升級。學(xué)生們能暢通無阻地參與“太空課堂”，航天員能在太空中使用超級“太空Wi-Fi”，長征火箭和太空飛船能自在遨游太空，這些都離不了天鏈在幕后的辛勤工作。

8、精彩繼續(xù)，嫦娥探月實現(xiàn)更多歷史性突破

?嫦娥三號讓人類時隔37年再次著陸月球，嫦娥四號讓人類首次著陸月球背面，嫦娥五號讓人類時隔44年再次獲得月球樣本。而目前，更加精彩的突破仍在繼續(xù)進行。

嫦娥五號軌道器仍在太空中漫游（圖片來源：國家航天局）

2021年，中國航天首次公開了嫦娥五號獲取的1731克月壤樣本，并向國內(nèi)外科研工作人員發(fā)放研究。由于嫦娥五號的發(fā)射情況和控制情況幾乎完美，它的軌道器部分還有大量推進劑結(jié)余，因此它開始完成各種高難度“附加題”。

在把月壤樣本送回地球附近后，它于2021年3月15日13時29分穿越地球繞太陽公轉(zhuǎn)的黃道面，成功抵達距離地球150萬千米的日地拉格朗日1點，這是中國航天首次完成這項任務(wù)！目前，它仍然在深空中旅行。

不僅如此，嫦娥四號和玉兔二號仍在月球背后超期工作，為人類不斷揭示這永不可見月面的奧秘（由于潮汐鎖定作用，在地球上永遠無法看到月球背后的絕大部分表面）。

9、重器初現(xiàn)，載人登月未來可期?

中國現(xiàn)有的載人航天主要依托于長征火箭（2F、5、5B、7）、神舟飛船、天舟飛船和天宮空間站，但是它們對于未來載人登月和踏入更遠的深空是遠遠不夠的。我國已經(jīng)確定未來進行載人登月，并且一系列準(zhǔn)備已經(jīng)就緒，例如新載人飛船試驗船已成功試飛、新載人火箭和重型運載火箭已進入密集研發(fā)階段。新型號火箭，成為載人登月的焦點。

新型火箭發(fā)動機樣機圖（圖片來源：中國航天報）

工欲善其事，必先利其器，火箭的核心是發(fā)動機。2021年，重型運載火箭220噸級補燃循環(huán)氫氧發(fā)動機完成首臺工程樣機，在航天科技集團六院11所（京）驚艷亮相，標(biāo)志著該發(fā)動機關(guān)深階段研制工作圓滿完成。或許通過對比更能說明它的意義：長征五號是中國現(xiàn)役最強火箭，它的核心液氫液氧發(fā)動機YF-77在真空中推力約為70噸，“僅為”新型號發(fā)動機的三分之一左右。雖然新發(fā)動機推力為三倍，但研發(fā)的難度和技術(shù)復(fù)雜度可遠不止三倍。

10、多面開花，中國將走向更遠深空

2021年，人類的火箭發(fā)射次數(shù)已經(jīng)突破了冷戰(zhàn)期間的最高點，這也昭示著一個全新的太空時代正式到來。這個時代機遇，可能遠遠超過曾經(jīng)的航海時代、陸權(quán)時代和航空時代對目前世界各個強國的意義，作為曾經(jīng)深受苦難而如今處于偉大復(fù)興中的中華民族，更是不能錯過這個機會。

中國的行星探測將是個龐大的太陽系探索計劃（圖片來源：國家航天局）

目前，中國航天還在進一步穩(wěn)步向前。預(yù)計在2022年，中國航天將會繼續(xù)保持高頻率火箭發(fā)射。中俄也發(fā)布了關(guān)于合作建設(shè)國際月球科研站的高規(guī)格聯(lián)合聲明，意味著雙方將會攜手踏上月球。嫦娥六號、七號、八號等嫦娥探月四期任務(wù)，也已經(jīng)正式立項。國家航天局也正式宣布，我國將在2025年前后實施近地小行星取樣返回和主帶彗星環(huán)繞探測任務(wù)，實現(xiàn)近地小行星繞飛探測、附著和取樣返回；2030年前后，實施火星取樣返回任務(wù)；此外，還將實施木星系環(huán)繞探測和行星穿越探測任務(wù)。

可以說，這是個星辰大海的時代，中國航天人就是這一批乘風(fēng)破浪的弄潮兒。他們不僅讓一系列華夏神話從夢想照進現(xiàn)實，也在這宇宙的一隅不斷締造出新的太空神話。

參考文獻：

【1】《航天強國的重要標(biāo)志！中國重型火箭220噸級發(fā)動機現(xiàn)身》，http://www.xinhuanet.com/mil/2021-07/29/c_1211265065.htm，中國航天報。

【2】國家航天局2021年6月12日新聞發(fā)布會，http://www.cnsa.gov.cn/n6758967/n6758969/n6760278/index.htmlv 。

【3】《步入“探日”時代！中國已制定羲和、夸父兩項太陽探測計劃》，http://stcsm.sh.gov.cn/xwzx/kjzl/20211015/969b7687c59e4901a4e38f0e87a775d5.html ，上海市科學(xué)技術(shù)委員會。

【4】《2021 in spaceflight》，https://en.wikipedia.org/wiki/2021_in_spaceflight， Wikipedia。

【5】《“天和”核心艙成功發(fā)射，中國為什么要建自己的空間站？》，http://www.xinhuanet.com/sikepro/20210429/28d65fc260914ac8a63e5ab4d9552d8d/c.html ，新華網(wǎng)。

出品：科普中國

制作：太空精釀

監(jiān)制：中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心

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