2025年4月24日17時17分,神舟二十號載人飛船從酒泉衛星發射中心起飛升空。隨后,神舟二十號載人飛船順利進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。
4月24日,搭載神舟二十號載人飛船的長征二號F遙二十運載火箭在酒泉衛星發射中心點火升空。
(圖片來源:新華社)
2025年對中國航天而言是不平凡的一年。一方面,中國已開始實施空間站的常態化運營,進入空間站應用與發展階段;另一方面,今年中國航天還將在行星探測工程領域繼續推進,發射天問二號探測器,對近地小行星實施樣本采集并返回,同時對主帶彗星實施伴飛探測。“天問”系列作為中國行星探測工程的探測器名稱,每一次任務都意義重大。天問一號首次探測火星就實現了“繞、落、巡”三大目標,而此次小行星任務同樣將在一次任務中完成多個里程碑式的突破。
神舟二十號成功發射是中國載人航天工程穩步發展的縮影。為滿足空間站建造和運營需要,自神舟十二號任務開始,長征二號F火箭就采取“發射一發、備份一發”的滾動備份模式。這意味著,當神舟二十號矗立發射場地,神舟二十一號已準備就緒。這種模式不僅能在突發情況下快速組織力量應對,也體現了飛船和火箭系統長期保持穩定可靠的能力。
神舟二十號使用長二F火箭發射,這套星箭系統已穩定運行了二十多年
(圖片來源:成都日報)
神舟二十號任務亮點
據神舟二十號載人飛行任務新聞發布會介紹,本次任務是空間站應用與發展階段第5次載人飛行任務,也是中國載人航天工程的第35次飛行任務。與神舟十九號任務相比,神舟二十號火箭系統進行了二十余項優化改進,涵蓋制造工藝、數據傳輸、可靠性提升等方面。神舟二十號屬于新一批次的6艘飛船之一,其儀表面板更加現代化,元器件國產化率大幅度提高。航天員將在軌駐留約6個月,與神舟十九號乘組完成輪換。
神舟二十號乘組
(圖片來源:CCTV)
以半年為周期的在軌駐留已成為常態,這對航天員的身體和心理素質提出了更高要求。進入軌道后快速適應失重環境,這就需要在平時的訓練中更加嚴格要求自己。隨著空間站科研任務的拓展,載荷專家進入空間站的頻次會增加,由于載荷專家主要從事空間科學研究,其對失重環境的適應能力尤為重要。
在神舟二十號任務中,航天員將執行出艙活動、貨物進出艙、空間碎片防護裝置安裝,以及艙外載荷和和設備安裝與回收等任務。此前,目前仍然在軌的神舟十九號乘組已在2025年1月和3月的出艙任務中,為空間站關鍵部位安裝了防護裝置。神舟二十號任務再次強調這一操作,表明中國對空間碎片防護的高度重視。
神舟十九號乘組實施第三次出艙活動
(圖片來源:CCTV)
根據歐洲空間局空間碎片辦公室的數據,地球軌道上10厘米以上的空間碎片約有3.6萬個,1厘米至10厘米的碎片約100萬個,1毫米至1厘米的碎片高達1.3億個。這些碎片不僅包括航天器殘骸,還有宇航員丟失的物件。例如,2023年,美國宇航局在艙外行走時不小心把工具包丟失在太空中,工具包內裝有系繩、帶套筒的棘輪扳手等。這個白色的工具包當時正在以每秒數公里的速度繞地球運行,變成了太空垃圾,當然也威脅到其他航天器的安全運行。由于這個工具包是白色的,在太陽光照射下非常明亮,以至于我們可以用簡易的雙筒望遠鏡就觀測到它。根據天文愛好者的測算,其視星等大約為6等,亮度略低于天王星。
國際空間站艙外行走任務中丟失的工具包
(圖片來源:NASA)
載人航天向月球拓展
與載人登月相比,神舟系列任務主要定位在近地軌道,已持續十多年。2023年,中國公布了載人登月的初步方案,計劃在2030年前實現載人登月,這意味著載人航天開始向月球方向拓展。為此,在接下來數年內,我國科研人員將集中力量研發載人登月所需的長征十號火箭、新一代載人飛船、月面著陸器、載人月球車等關鍵裝備。
對于近地軌道上的空間站,中國航天將采取雙軌并行的發展策略:一方面持續完善空間站的常態化運營體系,另一方面為載人登月任務提供關鍵的技術驗證平臺。相較于無人登月任務,載人登月對任務時效性有著更高要求,特別是在兩個關鍵環節:一是在地月轉移軌道上快速完成載人飛船與月面著陸器的精準對接;二是當航天員完成月面任務后,必須在著陸器上升至環月軌道的極短時間內,再次實現與載人飛船的可靠對接。這些操作不僅要求極高的執行效率,更需要確保萬無一失的成功率。
中國載人登月示意圖
(圖片來源:CCTV)
在月面出艙環節,空間站發揮著不可替代的技術驗證作用。由于月球表面接近真空環境,且重力場僅為地球的六分之一,航天員在空間站上開展的快速交會對接、出艙活動演練等,都為我國載人登月積累了寶貴經驗。值得一提的是,目前空間站使用的新型生命保障系統、艙外航天服等關鍵裝備,都將在未來的登月任務中繼續使用,這些經過太空驗證的設備將大幅提升載人登月任務的可靠性。
當前,全球航天領域正掀起新一輪的月球探索熱潮。以美國阿爾忒彌斯計劃為例,其長期目標是在月球上建立一個永久的定居點,并且還計劃建造一個環繞月球運行的空間站。這說明月球規模化開發已成為載人航天發展的主流方向。在這一背景下,中國的天宮空間站顯然會成為我們在地月間往返通道的關鍵樞紐,基于神舟飛船研發的新一代載人飛船已被命名為夢舟載人飛船,不僅可以用于空間站與地面之間的人員往返,又具備執行載人登月任務的能力。
登月航天器組合體
(圖片來源:CCTV)
根據規劃,夢舟飛船預計將在2027年至2028年實現首飛。與現役神舟飛船相比,其近地軌道運載能力將從3人提升至4-7人。這一突破不僅意味著天宮空間站可容納更多航天員長期駐留,也為未來空間站規模擴展奠定了基礎,使中國在近地軌道擁有更強大的長期運營能力。
空間站將迎來新變化
神舟二十號任務的順利出征,標志著中國空間站已進入穩定的常態化運營階段。在這一堅實基礎上,中國航天正朝著更高目標邁進。2025年,我國首個大型巡天空間望遠鏡研發工作進展順利,預計將于2026年發射升空。這款巡天望遠鏡雖然屬于空間站系統的一部分,但其運行方式獨具特色:它不會長期對接在空間站組合體上,而是獨立運行在空間站附近更高的軌道上。這實際上是一個具備完全獨立飛行能力的航天器,配備有自主供電的太陽翼系統,僅在需要維護或升級時才會短期停靠空間站。
我國首個大型巡天空間望遠鏡正在處于研發階段
(圖片來源:新華網)
這種設計主要基于三個重要考量:第一,巡天觀測需要更高的軌道環境。以哈勃望遠鏡為例,其550多公里的軌道高度有效避開了大氣干擾,為深空觀測提供了理想條件。第二,空間站可作為巡天艙的補給站,當這個精密儀器需要進行調試或檢修時,可以對接空間站,由專業載荷專家進行艙外維護操作,這大大降低了維護難度。巡天艙作為一個大型空間望遠鏡,本質上是非常精密的儀器,在深空觀測時必不可少地會遇到調試、檢修的問題,所以依托空間站解決檢修問題是最優的解。第三,獨立飛行能力帶來顯著優勢。雖然巡天艙的軌道高于空間站,但在2000公里高度以下的軌道空間,包括失效衛星、火箭殘骸、航天器碰撞碎片等在內的空間碎片威脅依然存在。獨立飛行能力可實施軌道機動,對于捕捉特定的宇宙深空事件是有非常重大意義的,同時也能通過軌道機動躲避空間碎片,保護自身安全。
空間碎片主要來自失效的航天器
(圖片來源:邁阿密大學)
2025年3月,中國載人航天工程辦公室正式公布了神舟二十號乘組名單,同時揭開了本年度空間站應用與發展載人發射任務的序幕。值得關注的是,會上還宣布巴基斯坦航天員將參與我國空間站飛行任務。中巴兩國簽署的合作協議具有里程碑意義,標志著外籍航天員進入中國空間站的程序正式啟動。按照計劃,將用一年左右時間完成巴基斯坦航天員的選拔工作,入選者將在中國接受全面系統的專業訓練,最終搭乘中國載人飛船執行空間站短期飛行任務。
巴基斯坦宇航員有望進入中國空間站
(圖片來源:國家航天局)
根據時間安排,經過約一年的訓練準備,首位巴基斯坦航天員有望將于2026年搭乘神舟二十二號或二十三號飛船進入中國空間站。可以預見,當巴基斯坦航天員完成中國空間站任務后,后續可能還有其他友好國家的航天員進入空間站,這預示著中國空間站開始成為外層空間國際合作的典范。
神舟二十號的成功發射不僅是中國載人航天工程的又一里程碑,更展現了我國在太空探索領域的持續突破與開放合作精神。從空間站的常態化運營到載人登月的宏偉藍圖,從空間碎片的嚴密防護到巡天望遠鏡的自主研發,中國航天正以穩健的步伐邁向更深遠的宇宙。
出品:科普中國
作者:川陀太空(科普創作者)
監制:中國科普博覽
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