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剛剛過(guò)去的2020年，中國(guó)航天捷報(bào)頻傳——長(zhǎng)征五號(hào)B、長(zhǎng)征八號(hào)等新一代運(yùn)載火箭驚艷亮相，嫦娥五號(hào)奔月取土任務(wù)成功，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)閃耀開(kāi)通，“天問(wèn)一號(hào)”開(kāi)啟火星之旅……中國(guó)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)邁出堅(jiān)定步伐。

新的一年里，中國(guó)航天依然好戲連臺(tái)。中國(guó)航天科技集團(tuán)近日表示，2021年將安排超過(guò)40次宇航發(fā)射任務(wù)。今年，中國(guó)載人航天空間站建設(shè)將進(jìn)入關(guān)鍵實(shí)施階段;“天問(wèn)一號(hào)”將抵達(dá)火星進(jìn)行探測(cè);載人月球探測(cè)、北斗導(dǎo)航應(yīng)用、重型運(yùn)載火箭研發(fā)將有更多新進(jìn)展……

空間站核心艙春季升空

發(fā)射空間站核心艙，是2021年中國(guó)航天的重頭戲。

來(lái)自中國(guó)載人航天工程辦公室的消息顯示，今年春季，中國(guó)將在海南文昌用長(zhǎng)征五號(hào)B遙二火箭發(fā)射空間站核心艙。目前，核心艙已基本完成測(cè)試工作;航天員乘組也已選定，正在開(kāi)展任務(wù)訓(xùn)練。

2020年5月，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛成功，正式拉開(kāi)中國(guó)載人航天工程“第三步”任務(wù)的序幕。根據(jù)飛行任務(wù)規(guī)劃，2021年和2022年，中國(guó)載人航天工程預(yù)計(jì)將完成11次發(fā)射，包括核心艙(天和)和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙(問(wèn)天、夢(mèng)天)，4艘貨運(yùn)飛船以及4艘載人飛船，以進(jìn)行航天員乘組輪換和貨物補(bǔ)給。其中，關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段共包括核心艙發(fā)射等6次飛行任務(wù)。

中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平表示，在空間站核心艙之后，還將發(fā)射天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十二號(hào)載人飛船，完成交會(huì)對(duì)接和相關(guān)在軌關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。在關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，科學(xué)家將對(duì)再生生保技術(shù)、機(jī)械臂技術(shù)等空間站新技術(shù)進(jìn)行全面驗(yàn)證，航天員也將進(jìn)行多次太空出艙活動(dòng)。

“我們將建成中國(guó)第一個(gè)長(zhǎng)期在軌飛行的、具有國(guó)際先進(jìn)水平的載人空間站，并開(kāi)展大規(guī)?？臻g科學(xué)研究。空間站在科學(xué)探索的前沿領(lǐng)域和航天技術(shù)發(fā)展中，將發(fā)揮重大作用。”周建平說(shuō)。

據(jù)了解，第三批18名預(yù)備航天員已于2020年10月1日加入航天員隊(duì)伍，包括7名航天駕駛員、7名航天飛行工程師和4名載荷專家，他們將參加空間站運(yùn)營(yíng)階段各次飛行任務(wù)。中國(guó)載人航天工程航天員系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師黃偉芬說(shuō)，目前統(tǒng)籌搭配了4次飛行乘組，每個(gè)乘組3人，由執(zhí)行過(guò)飛行任務(wù)的航天員擔(dān)任指令長(zhǎng)。

空間站建設(shè)的開(kāi)啟，也為載人登月等探測(cè)計(jì)劃打開(kāi)了想象空間。中國(guó)載人航天工程辦公室主任郝淳表示，目前正在組織載人月球探測(cè)的方案，深化論證和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

此前，國(guó)家航天局副局長(zhǎng)、探月工程副總指揮吳艷華介紹，按照初步意向，中國(guó)將先搞關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，等近地軌道的空間站建成，再規(guī)劃論證是否載人登月。中國(guó)的載人登月一定是服務(wù)于科研、服務(wù)于探索未知。

“天問(wèn)一號(hào)”5月著陸火星

在飛往火星途中迎來(lái)新年的“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器，預(yù)計(jì)將于今年5月中旬在火星著陸。

2020年7月23日，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，邁出了中國(guó)自主開(kāi)展行星探測(cè)的第一步。截至1月3日6時(shí)，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器已經(jīng)在軌飛行163天，飛行里程突破4億公里，距離地球約1.3億公里，距離火星約830萬(wàn)公里。按計(jì)劃，“天問(wèn)一號(hào)”將在1個(gè)多月后實(shí)施近火制動(dòng)，進(jìn)入環(huán)火軌道，準(zhǔn)備著陸火星。隨后，“天問(wèn)一號(hào)”將開(kāi)始實(shí)施火星環(huán)繞、火星著陸和火面巡視的“繞落巡”任務(wù)。

從接近火星軌道時(shí)“踩剎車”，到著陸火星時(shí)的“恐怖7分鐘”，“天問(wèn)一號(hào)”今年將面對(duì)多項(xiàng)挑戰(zhàn)。

在“天問(wèn)一號(hào)”飛向火星的過(guò)程中，被火星引力捕獲的機(jī)會(huì)只有一次。但在捕獲時(shí)，探測(cè)器距離火星僅400公里，但相對(duì)火星的速度卻高達(dá)4到5公里每秒，因此在到達(dá)火星附近時(shí)要及時(shí)“剎車”，才能保證穩(wěn)穩(wěn)投入火星軌道的“懷抱”。

被火星成功捕獲后，探測(cè)器將在環(huán)火軌道上飛行，為下一步的著陸停泊進(jìn)行準(zhǔn)備。著陸時(shí)，“天問(wèn)一號(hào)”的環(huán)繞器必須在短時(shí)間內(nèi)完成3次調(diào)姿和兩次變軌，才能夠精準(zhǔn)、及時(shí)地完成與著陸巡視器的分離，這個(gè)被稱作“恐怖7分鐘”的降落過(guò)程也是整個(gè)探測(cè)任務(wù)的關(guān)鍵所在。

在此前，世界上還沒(méi)有一個(gè)國(guó)家能夠在首次探索火星的過(guò)程中即完成軟著陸任務(wù)。如果“天問(wèn)一號(hào)”任務(wù)成功，中國(guó)將成為世界上第一個(gè)首次探索火星即完成軟著陸任務(wù)的國(guó)家，并成為繼美國(guó)之后第二個(gè)完成火星漫游的國(guó)家。

值得一提的是，除了中國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”，阿聯(lián)酋的“希望號(hào)”和美國(guó)的“毅力號(hào)”火星探測(cè)器都計(jì)劃在2月進(jìn)入火星軌道，其中“毅力號(hào)”將于2月18日在火星著陸。屆時(shí)，三國(guó)的火星探測(cè)器將上演勝利會(huì)師的精彩好戲。

重型運(yùn)載火箭技術(shù)突破

火箭運(yùn)載能力的提升，將為中國(guó)航天開(kāi)拓更大的舞臺(tái)。

2020年12月22日，中國(guó)新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征八號(hào)以“一箭五星”的方式，在文昌航天發(fā)射場(chǎng)首飛成功。隨著長(zhǎng)征八號(hào)首飛，“十三五”期間中國(guó)新一代運(yùn)載火箭悉數(shù)完成亮相。

與現(xiàn)役運(yùn)載火箭相比，新一代運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)了巨大的技術(shù)跨越——無(wú)毒、無(wú)污染推進(jìn)劑的采用，成倍增長(zhǎng)運(yùn)載能力——令中國(guó)進(jìn)入空間能力大幅提高。比如，長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭700公里太陽(yáng)同步軌道運(yùn)載能力達(dá)到4.5噸，有效填補(bǔ)了新一代運(yùn)載火箭在太陽(yáng)同步軌道3噸至4.5噸運(yùn)載能力的空白，滿足了中國(guó)航天后續(xù)發(fā)射任務(wù)的需求。

近日，中國(guó)航天科技集團(tuán)表示，擬服務(wù)于重型運(yùn)載火箭的大推力補(bǔ)燃循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得積極進(jìn)展。該型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制可填補(bǔ)我國(guó)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)型譜和技術(shù)空白，對(duì)諸多基礎(chǔ)學(xué)科和工業(yè)領(lǐng)域有巨大的牽引帶動(dòng)作用。

與長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)采用的燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)方式相比，補(bǔ)燃循環(huán)可以使全部推進(jìn)劑的化學(xué)能得到充分釋放，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。據(jù)專家介紹，目前，大推力補(bǔ)燃循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)已完成預(yù)燃室熱試驗(yàn)、氫渦輪泵與預(yù)燃室聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)、氧渦輪泵與預(yù)燃室聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)等一系列最具代表性和里程碑意義的熱試驗(yàn)，標(biāo)志著我國(guó)突破了大推力補(bǔ)燃循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)技術(shù)及高壓大流量預(yù)燃室、高效多級(jí)渦輪泵等核心組件的關(guān)鍵技術(shù)，為工程研制奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。(記者劉峣)