宇航精英京华论剑中国航天眺望未来/ 宗禾

Grand Gathering in Beijing to Look to the Future of Chinese Space Industry

Space Exploration - - CONTENTS - □文/宗禾 摄/宿东

载人空间站建设全面展开、嫦娥五号探测器即将登上月球并采样返回、火星探测项目已经启动……在2017 年全球航天探索大会上,中国航天过去取得的成就令世人瞩目,而未来的计划更是激动人心。探索太空是人类共同的理想,国际合作是航天探索的必由之路。中国作为航天大国,已成为全球航天合作中不容忽视的重要力量。

中国航天正按计划向深空前进

中国航天科技集团公司总经理吴燕生在 2017 年全球航天探索大会上介绍,中国迄今已连续成功发射了 11 艘载人飞船、2个空间实验室和 1 艘货运飞船,圆满完成了中国载人航天三步走战略规划的第二步任务;月球探测工程成功实施了四次任务和试验;迄今中国拥有实际在轨运行卫星 140 余颗,初步构成了中国空间基础设施。

同时,中国航天正按照规划的宏图,迈着坚实的脚步向深空前进。吴燕生说,中国载人空间站计划于2022 年完成建造;月球探测工程计划于 2017 年年底发射的嫦娥五号月球探测器将实施月球探测和采样返回,计划于 2018 年发射的嫦娥四号月球探测器将实现月球背面软着陆;计划于 2020 年左右发射火星探测器,同时开展载人登月概念研究。

他说,未来一段时间,中国航天还将建成完备的空间基础设施,推进空间科学发展,实现新一代运载火箭的迭代,继续提供国际商业发射和卫星在轨交付等服务。

探月三期采用复杂方案有深意

中国航天科技集团公司总工程师、探月三期工程副总设计师孙为 钢向与会者介绍了中国探月三期工程的整体情况。

孙为钢介绍,探月三期工程将采用长征五号运载火箭,在海南文昌航天发射场将 8 吨多的嫦娥五号探测器送入地月转移轨道。探测器与运载火箭分离后,经地月转移飞 行和轨道修正,在近月点实施制动,进入环月圆轨道。环月期间,探测器一分为二,分为着陆上升组合体与轨返组合体,其中轨返组合体继续环月飞行,而着陆上升组合体经变轨和动力下降飞行,在月面预定区域软着陆。着陆上升组合体着陆后完成月面样品采集、封装,随后上升器从着陆上升组合体中分离,月面点火起飞进入交会对接轨道。轨返组合体与上升器完成交会对接后,将月球样品从上升器转移至返回器内,轨返组合体再与上升器分离。轨返组合体进入月地转移轨道,在距地球一定高度处返回器从轨返组合体中分离。返回器采用半弹道跳跃再入方式进入大气层,并最终落至地面着陆场。为降低工程风险,探月三期工程于 2014 年 10 月成功进行了一次跳跃式再入返回飞行试验,验证了半弹道跳跃式再入的气动、热防护、再入 GNC 等技术,获取了有效的试验数据。

据了解,探月三期工程采用了一个复杂的工程方案,要在嫦娥三号月面软着陆的基础上,突破月面表取采样、钻取采样、月球样品封装技术,突破月面起飞技术,掌握月球轨道交汇对接技术,样品转移技术,工程中还有实现多次分离,以及高精度的轨道测量和控制技术。“我认为如果再把运载能力和探测器扩大些,并增加生命保障系统,提高产品的安全性和可靠性,我们就具备了载人登月的能力。难度大我们的收获也大。”孙为钢说。

深空探索瞄准火星并飞向更远深空

深空探测是当前世界航天发展前沿领域,这其中,并不缺乏中国人的参与。除探月工程外,中国的其他深空探测也在呈现全新的图景:

在并不遥远的将来,火星地表也将迎来中国自己的“火星车”,木星系 空间也会有中国探测器的身影……

“飞天探索是人类的秉性,走出地球探索宇宙空间奥秘,也是我们不懈的精神追求。”国家天文台副台长李春来说,深空探测不仅引领高技术发展,吸引并造就相关领域顶尖人才,也在实现人类追求更高能力、更远到达、更广视野的理想追求。

在 2017 年全球航天探索大会上,记者了解到,中国深空探测最新计划中,火星是首选目标。根据规划,中国将在 2020 年发射首个火 星探测器,一次实现火星环绕、着陆、巡视探测;其后实施第二次火星探测任务,并进行火星表面采样返回,开展火星构造、物质成分、火星环境等科学分析与研究。

“之所以将火星列为首选目标,是因为火星是离地球最近,且环境最为相似的类地行星。开展火星探测,可以深化对火星演变的认知,进而回答‘火星是地球的未来?’或‘火星是地球的过去?’等重大科学问题。”中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥说,基于现有航天能力,探测器飞行 8 ~ 10 个月可到 达火星,任务周期较为合适,探测可达性也比较好。

同时,中国人的眼光也并未局限在火星探索上,木星系及其以远的空间也是深空探测的重要对象。“人类已有的探测表明,木星的卫星上具有可能产生生命的条件,蕴含大量原创性重大科学发现的机会。”张荣桥说,由于其距离远、飞行时间长,工程实施还将会带动新能源、长寿命、远距离的测控通讯等深远航天技术的发展。

深空探测具有成本高、风险高等特点,既是“勇敢者的游戏”,更需要科学攻关的精神,一系列科学技术、工程建设问题需要进一步突破。

例如,深空探测器需要更大推力的运载火箭,以脱离地球引力。着陆采样返回等任务,需要更大质量的探测器来完成。同时,深空探测器发射的时机,受天体运行规律的约束性强,发射机会难得。比如火星探测,每隔 26 个月才有一次机会。张荣桥说,有效实施深空探测任务,就需要尽快发展大推力火箭,同时对于现有火箭零窗口发射能力加以深入研究,充分挖掘其能力。

执行深空探测任务,飞行时间需要几个月至几年,甚至几十年;距离从百万千米,延伸到几亿、几十亿千米,星地时延甚至达到数小时,因此,中国就需要对包括星际航行的轨道设计、新型导航方法及探测器自测量、自计算、自诊断、自恢复等技术进行逐一突破。

“中国深空探测本着‘创新、

协调、和平、开放’的发展原则,愿与国际同仁广泛开展合作交流,包括科学目标的选择、载荷搭载、测控资源的相互支持、科学数据共享等。”张荣桥说,希望全世界深空探测领域的科学家、工程师们携手推动,让人类进入深空的脚步走得更快、更远。

“目前,中国空间站研制建设工作已全面展开,计划在2019年~ 2022 年间完成在轨组装并投入运营”,中国载人航天工程办公室副主任杨利伟在 2017 年全球航天探索大会上说。

据介绍,中国政府于 2010 年9月批准载人空间站工程立项,分空间实验室任务和空间站任务两个 阶段实施。中国空间站计划在 2019年 -2022 年间完成在轨组装并投入运营,开展较大规模的空间科学研究与应用实验。

中国空间站基本构型包括核心舱和2个实验舱,采用对称T形构型,轨道倾角 42 度,高度 340 千米至450 千米,设计寿命 10 年,额定成员 3人,乘组轮换时最多可达6人,乘组一般在轨执行任务周期为半年。空间站各舱段将由长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场发射,货运飞船将由长征七号运载火箭发射,神舟载人飞船将由长征二号F 火箭在酒泉卫星发射中心发射。

中国空间站在核心舱和2 个实验舱上均配备了具有国际化标准接口的科学实验柜,用于开展各类空间科学实验,主要领域包括:空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、 微重力基础物理等。此外,还将研制发射2米口径的空间天文望远镜,可用于开展大规模、多色成像与无缝广谱巡天,为天文和物理科学前沿提供观测数据。

中国运载火箭技术研究院科技委主任鲁宇在全球航天探索大会上透露,中国正在开展重型运载火箭关键技术攻关,主要用于未来的深空探测,特别是建立月球基地、载人登月等方面的需求。

鲁宇说,正在研制的重型运载火箭暂时代称“长征九号”,其近地轨道运载能力将达 140 吨、地月转移轨道运载能力将达 50 吨,目标是在 2028 年到 2030 年前后首飞。

与此同时,中国还将发展可重复使用的空间运输系统。正在开展的可重复使用运载火箭技术研究,包括伞降回收和垂直起降技术,目前已经完成部分实验验证,一些关键技术取得突破。

鲁宇说,中国已经明确了升力体式重复使用运载器“三步走”的发展思路。“第一步是实现火箭动力部分重复使用,第二步是实现火箭动力完全重复使用,第三步是研制组合动力飞行器。”

中国还在开展低成本中型运载火箭长征八号的研制工作,“以此及新一代运载火箭为基础,可以构建新一代中高轨中型运载火箭,全面更新中国长征系列运载火箭型谱,增强商业竞争力。”鲁宇说。

目前,航天商业化已经成为推动航天事业不断向前发展的重要动力。美国航天基金会发布的《2015年航天报告》统计,全球航天经济总量已达 3300 亿美元,其中商业航天产业占比超过

70%。

近年来,中国在开拓国际商业航天服务领域捷报频传:2007 年尼日利亚一号通讯卫星成功发射,实现中国整星出口“零”的突破; 2016 年白俄罗斯通信卫星一号首次打开整星在轨交付业务的欧洲市场;北斗卫星导航系统计划在2018 年左右覆盖“一带一路”沿线国家及地区……

在 2017 年全球航天探索大会上,中国航天科技集团公司总经理吴燕生表示,作为我国较早走出国门、参与国际市场竞争的高科技产品,近几年,我国先后实施了 52次共 60 颗卫星的国际商业发射和搭载,在轨交付了 9 颗卫星,取得很大进展。

业内人士认为,中国商业航天产品“走出去”稳步推进,表明中国航天在国际商业市场竞争中具备了较强的竞争力,已逐步获得了国 际用户的认可。

“中国商业航天服务要走出国门,离不开对国际航天市场规律的准确把握,只有结合用户情况,解决问题,才能争取更多主动权。”中国长城工业集团公司总裁殷礼明认为。

今年 5 月 17 日,航天科技集团所属中国长城工业集团有限公司从激烈的竞争中胜出,与印尼卫星运营公司PSNS签署了印尼PALAPA—N1 通信卫星项目合同。这是长城公司自去年 10 月与在泰国拿下卫星采购合同后,短短半年内获得的第二单通信卫星商业项目。

印尼的通信卫星需求广阔,但融资能力有限却令当地运营商陷入扩张发展的“瓶颈”。为了赢得市场,长城公司在竞标中直击关键,不仅向印尼客户提供高通量通信卫星,还提供包括发射服务、地面控制系统、保险和融资支持在内的一揽子

产品、服务和一体化解决方案,通过多元保障免去用户的后顾之忧。

相较过去,商业发射不再以承担国家任务为主要导向,灵活多变的商业环境在促进火箭设计理念、团队工作机制、市场营销策略作出适当调整。

鲁宇在会上介绍,中国今后在提供商业发射服务时,中低轨主流卫星发射任务将主要采用新一代中型运载火箭长征八号来完成;微小卫星专属发射可以采用长征十一号;高轨发射任务将由长征三号甲和长征五号来完成,其中长征五号将主要面向大型载荷、多星发射任务以及探月、探火等深空任务。

他还表示,中国将提供“太空顺风车”和“太空班车”服务。“太空顺风车”是通过定期公布并及时更新潜在的搭载发射服务能力和时机,为发展中国家和新兴航天国家提供搭载发射平台;“太空班车” 是采用“长征系列火箭+远征系列上面级”的发射形式,对多个搭载载荷进行集群式发射,实现搭载载荷轨道部署。

此外,中国还将租用国外发射场以提高发射的灵活性,在赤道地区建设国际联合发射场,并与其它国家合作研制海上发射平台。

中国航天发展的基础在于自力更生,但这一伟大事业要长远发展,也离不开国际合作。当前,太空探索对任何一个国家地区来说,都是投入巨大、难度很高、风险很高的工程,需要凝聚全人类的智慧和力量。

国际宇航联合会副主席、中国航天科技集团公司科技委副主任于登云表示,人类未来航天探索的内容会更丰富、探索的目标也会更远, 如果能集中全球各国的力量,则能快速实现航天探索的目标,化解技术风险,分摊经费,共享成果,这对全球各个国家都是有利的。

6 月 5 日,美国“龙”飞船往国际空间站送“中国货”。尽管受阻于美国国会 2011 年出台的“沃尔夫条款”,中国与美国官方的太空合作被“冷冻”,但“龙”飞船将中国独立设计的实验项目送向国际空间站,仍在释放一个积极信号,那就是航天探索国际合作仍有很大空间。

据杨利伟介绍,中国载人航天工程在发展过程中,按照和平利用、平等互利、共同发展的原则,与俄罗斯、德国、法国、意大利等国,以及联合国外空司、欧空局等国际或地区航天机构,建立了稳定的合作框架,开展了卓有成效的合作。在中国空间站建设和运营过程中,将继续坚持和平利用、平等互利、

共同发展的基本原则,围绕平台技术与舱段研制、空间科学实验与应用、航天员选拔训练与飞行、载人航天技术成果推广等领域,与世界各国及相关国际机构开展更加广泛、更深层次的交流与合作。

中国嫦娥工程已经为国际合作提供了良好的项目平台。记者从2017年全球航天探索大会上获悉,明年我国计划发射的嫦娥四号,将搭载荷兰、德国等国低射频电探测仪等4台科学载荷,共同飞赴月球,探索宇宙科学奥秘。

这 4 台国际合作科学载荷由中国按照技术指标先进性、科学目标创新性等原则,面向全球征集,集中体现了各国在相关领域的技术优势。会上,中国国家航天局副局长吴艳华向参与嫦娥四号任务国际合作的欧洲空间局和德国、瑞典、荷兰、沙特等 4 个国家的航天机构颁发了“中国探月工程嫦娥四号任务 国际合作伙伴”纪念杯。

除了技术合作之外,中国还积极进一步推动空间领域国际合作,先后与欧空局、俄罗斯、巴西、法国等国家及国际组织建立双边航天合作机制,签署一系列合作大纲,明确在空间科学、空间技术、空间应用等领域,特别是在深空探测方面加强交流与合作。

在此次大会上,国际上对中国的所有航天计划都非常关注,他们对中国的航天成就表示祝贺,也对未来合作充满兴趣。

国际宇航联合会秘书处执行主任克里斯汀·费齐廷格告诉记者,航天探索需要合作,而合作中需要一些国家来牵头和主导,中国在航天国际合作上的态度很开放,相信中国未来会在合作中发挥重要的作用。

“国际上月球探测的成功率大约为 50%,而中国目前已实施的四 次月球探测任务和试验都 100% 成功。中国航天探索已取得的显著成绩,更坚定了国际合作的自信。”于登云说,除了在现有的载人航天、月球探测之外,下一步,中国还将在火星、小行星、木星探索领域,更广泛地与各国加强合作,共享成果。中国参与国际航天合作的条件越来越成熟,这为我国在国际合作中掌握主动打下很好的基础。

“无垠的太空是人类共有的疆域,和平利用外层空间、为全人类谋福祉是中国航天发展始终秉承的理念。”2017年全球航天探索大会共同主席、中国宇航学会理事长、中国航天科技集团公司董事长雷凡培表示,中国愿与所有致力于航天发展的各国政府、航天组织、企业集团和科技工作者加强合作,携手并进,共同推动航天技术的发展,共同推动人类社会的进步。(本刊

综合新华社、解放军报报道)★

中国宇航学会理事长、中国航天科技集团公司董事长雷凡培在开幕式上致辞 中国航天科技集团公司总经理吴燕生作报告 李源潮接见参会中外嘉宾并合影

大会地方组委会主席、中国航天科技集团公司副总经理杨保华接受媒体采访

与会代表在航天展品前驻足拍照

参加 Spaceup 青年交流活动的航天青年们开心合影

航天员王亚平在开幕式上和小朋友们互动

技术参观

中国运载火箭技术研究院科技委主任鲁宇作报告

中国载人航天工程空间站系统总设计师杨宏作报告

航天局长全体会议

下图:青年专家论坛 上图:全球网络论坛

中国宇航学会副理事长兼秘书长王一然和国际宇航联执行主任克里斯汀·费齐廷格给志愿者代表颁发纪念证书

Newspapers in Chinese (Simplified)

Newspapers from China

© PressReader. All rights reserved.