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2018年39次航天发射,中国首居世界第一
“超级航天”的辛酸与梦想
www.zgxzw.com  2019/2/18 17:35:44  来源:本站
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持续走热的科幻大片《流浪地球》,再次点燃人们对于航天的激情与梦想:一万座比珠穆朗玛峰还要高出数千米的行星发动机拔地而起,集结全球航天力量打造的成千上万枚火箭齐刺苍穹,以及数百艘载人飞船在国际空间站如搭积木般自由穿梭狂奔等景象让人击节称赏、连呼震撼。但,科幻终究是超现实的——过去一年,全球发射的火箭加在一起不过114次。

  即便将时间拉回到人类航天元年1957年,从苏联发射世界第一颗人造卫星“斯波尼克1号”算起,到2018年年底,过去60多年,全球实施过的航天发射也不过5801次,累计发射的航天器8960个,目前在轨运行的航天器总数2192个。要建造比人类历史上最大火箭的推力还要高出数百万倍的行星发动机,而且是1万座,这种剧情能否在现实世界上演,短期内不得而知。

  可以确定的是,在并非流浪的地球上,人类已经用血与汗踏出了奔向星辰大海的航天征程:截至目前,全球已有10多个国家具备轨道发射能力,80多个国家和地区在跟太空中的卫星打着交道。不管是已经离开历史舞台的美国阿波罗计划,还是目前仍在发射场不断挑战极限的猎鹰火箭;不管是已经实现火星探测的“机遇号”“好奇号”,还是再次实现落月的中国“嫦娥”“玉兔”;抑或是一只脚已经踏入航天强国的金牌长征火箭,都牵动亿万大众的神经。

  一年前的这个时候,一条“中国长征火箭开启超级2018”的新闻刷屏,其中提到2018年我国将执行至少35次发射任务,发射密度将创历史新高。不久前,航天科技集团发布的《中国航天科技活动蓝皮书》提到,一年过去,中国最终完成了39次发射。这比预计的多了4次。

  数字,对于航天迷和更大范围的读者来说,可能是科学幻想、技术解读之外一个观察航天的更好视角。或许可以让这些没有门槛的数字,帮我们记录下过去这一年轮番登场的航天大戏,以及成就“超级航天”背后的辛酸与梦想。

  “历史性第一”背后的大国航天角力

  39次,这个数字占全球总数的三分之一,记录着中国航天2018年的辉煌。

  这其中,37次由中国航天科技集团的长征系列运载火箭实施,发射成功率100%,累计将103个航天器送入轨道;1次由中国航天科工集团的“快舟一号甲”运载火箭实施;1次由民营商业航天企业北京蓝箭的“朱雀一号”运载火箭实施(卫星未能进入预定轨道,发射失败——记者注)。

  这一年,中国航天就是凭借“39次”这个数字,第一次独居世界第一——无数航天人为之一振!

  2018年12月24日,美国SpaceX太空探索技术公司CEO埃隆·马斯克发表推特感叹点赞:中国航天发射次数首次超过美国,中国的航天进步令人吃惊。

  这个“历史性第一”,不只是数量上的第一,还包括不少人类探索史的第一次。

  比如,全球航天器的首次月背之旅。2018年,我国“鹊桥”中继星和“嫦娥四号”探测器相继成功发射,实现了地月拉格朗日L2点中继通信、月球背面软着陆和巡视探测等多个世界首次。如今,“嫦娥四号”和“玉兔二号”正在月球背面开展探测与研究。

  美国国家航空航天局(NASA)局长吉姆·布里登斯廷听闻“嫦娥四号”成功着陆月球背面的消息后,发表推特祝贺中国团队,并称这是人类史上的首次,更是一项“令人印象深刻的成就”。

  还有备受瞩目的中国速度、北斗速度:过去一年,10次发射18颗北斗卫星,过去18年,发射43颗北斗卫星,100%成功率,组网发射最短间隔17天,创造了北斗组网发射历史上高密度、高成功率的新纪录。天枢贪狼、天权文曲、摇光破军是中国古人对“北斗”的解读,而如今的“北斗”则蕴藏着现代导航科技的传奇。

  不过横向对比来看,这个“历史性第一”仍值得冷静对待。第一和第二之间咬得很紧不说——中国39次,美国34次,后者仅少了5次,更值得注意的是,这一数字背后处处是看不见的硝烟,美、俄、欧竞相角力,越来越多的国家和地区将航天作为重要战略选择。

  过去一年,美国发布“国家航天战略”,提出“使美国更加强大、更有竞争力、更加伟大”,推动组建独立“天军”;欧洲则推进《欧洲航天战略》落地实施,英、德注重航天技术发展,地理信息、量子通信、全球连接等重点方向获得关注,等等。

  用数字来看,2018年全球共实施114次发射任务——这,可是冷战结束后,全球年度发射次数首次突破“100次”,上一次“破百”,已是28年前。

  114次发射中,112次任务取得成功,成功率也创下近年新高;461个航天器发射升空,成功入轨的航天器数量居历史首位——可谓竞争与合作交织互动,创新与创造涌动迸发。

  航天器数量被大比分“甩”在第二

  一个颇具意味的细节是:我国发射次数虽然位居第一,但发射到太空的航天器数量,却只排到了第二位。

  根据航天器所属国家统计,全球114次发射共将461个航天器送往太空。这其中,美国34次发射了211个航天器,中国39次发射了105个航天器,包括95个国内航天器和10个国外航天器。

  前者遥遥领先,占全球半壁江山,后者则被大比分差“甩”在第二位。

  航天人有这样一句话:航天发展,动力先行。飞向太空的动力,靠的就是火箭发射。但其最终目的,还是将更多、更大、更重的航天器送往太空。如今的局面是发射次数多、送达数量少,在某种程度上说明我国火箭“载人”“运货”的能力,距离美国等发达国家仍有一定距离。

  备受关注的美国“钢铁侠”埃隆·马斯克及其SpaceX就是一个例证,2018年,SpaceX建造的猎鹰重型火箭首飞成功,打破现役火箭运载能力纪录,其近地轨道运载能力达63.8吨,地球同步轨道运载能力为26.7吨。

  这是什么概念?

  中国青年报·中青在线记者梳理一组数据作为对比:我国目前最大推力的火箭“长征五号”,其近地轨道运载能力仅能达到25吨,地球同步轨道运载能力则是14吨;专门负责运送天舟货运飞船的“长征七号”运载火箭,其近地轨道运载能力为13.5吨,太阳同步轨道运载能力5.5吨;曾因运送神舟飞船和杨利伟等航天员飞天而闻名的“长征二号F”火箭,其近地轨道运载能力为8.6吨;运送“嫦娥三号”“嫦娥四号”等月球探测器的探月专列“长征三号乙”火箭,其地球同步轨道能力为5.5吨。

  至于中国的重型火箭“长征九号”,尚处于工程实施方案论证之中,按规划,其近地轨道运载能力有望达140吨,地月转移轨道运载能力约50吨,运力与美国“土星5号”运载火箭相似——后者,就是曾多次将载人的“阿波罗号”宇宙飞船送上月球轨道的火箭。

  不过,那已是上世纪六七十年代的事了,迄今依然保持着世界最大体积火箭的纪录。其推力则仅次于苏联研制的超重型运载火箭“能源号”。

  中国迎来这一时刻,可能还要等上10年左右。根据航天科技集团一院此前的消息,作为我国目前正在规划研制的运载能力最大火箭,“长征九号”任务规划预计于2028年前后实现首飞——中国重型火箭之路,任重道远。

  大型火箭方面,“长征五号”在第二次发射失利后,尚在等待“王者归来”。

  2017年7月2日,“长征五号”遥二火箭在海南文昌航天发射场实施发射,火箭飞行至346秒时突发故障。2018年4月16日,国家航天局发布消息称,“长征五号”遥二火箭飞行失利故障原因已基本查明。

  今年7月中下旬,“长征五号”就将迎来“复飞”,成功之后还将进行第四枚“长征五号”,即“长征五号”遥四火箭的发射,执行“嫦娥五号”发射任务。

  中国航天科技集团副总经理杨保华向记者表示,这将成为两年来“长征五号”打赢翻身仗的关键之战。目前,“长征五号”遥三火箭总体进展较好。

  探索浩瀚天宇,本就面临随时可能失败甚至牺牲的残酷。SpaceX的“猎鹰9号”就曾多次经历失败:发射场爆炸、未进入轨道、整流罩回收失败,等等,“重型猎鹰”也曾经历了两次发射临时推迟、芯级火箭回收失败,但最终还是将一辆红色跑车送往太空,成为2018年印在人们脑海里一道闪亮风景——虽然一路荆棘,却依然值得期待。

  藏在数字里的高下悬殊

  回到大国之间的航天器对比,从具体种类和相应的数字来看,也能看出高下悬殊。

  人们最为熟悉的航天器,可能要属“通导遥”了,这是卫星应用的3个方向,也是和人们生活最为贴近的3种卫星,分别是通信卫星、导航卫星和遥感卫星。除此之外,航天器一般还包括科学与技术试验卫星、空间探测器和载人及货运航天器。

  过去一年,我国共发射95个国内航天器,最为瞩目的要属导航卫星——“北斗”,2018年一共发射18颗,据此完成了“北斗三号”基本系统部署并投入运行,正式提供全球服务。也因此,全球导航卫星系统进入美俄中欧“四足鼎立”时代。

  同一年,美国只发射了1颗导航卫星,一个很大的原因在于,其GPS卫星导航系统早已成熟,不过美国也启动了卫星导航系统“升级换代”,唯一发射的那颗导航卫星,就是首颗GPS-3卫星,其成功发射拉开了美国第三代导航卫星部署、应用的帷幕。

  通信卫星的数量恰好相反。

  美国发射了41颗,中国仅发射4颗。眼下,世界正在开启移动星座互联时代,美国、欧洲大力推进高通量卫星、移动宽带星座发展,移动宽带卫星陆续入轨。我国也紧跟世界发展,过去一年,“中星十六号”高通量卫星投入业务运行,虹云星座、鸿雁星座成功发射首星。随着未来这些“星座”的建设加速,相应数量也有望快速提高。

  遥感卫星方面,中国发射37颗,美国86颗,各有千秋:美欧在亚米级高分辨率的基础上,更加注重成像质量和成像效率,结合大数据、人工智能等前沿技术。而我国高分辨率对地观测系统建设成果丰硕,系统规模和能力已达世界先进水平,建成了谱系齐全、自主可控的卫星及应用体系。

  至于科学与技术试验卫星,一向占比较重,全球一年461个航天器中,科学与技术试验卫星就有174个,占到将近40%的比例。发射最多的是美国,74个,中国位居第二,32个,欧洲24个,日本7个,俄罗斯4个,印度2个。

  从某种意义上来说,以科学探索为目标的航天器,才能够最终开拓和增加人类对于地球和宇宙的认知。2018年8月,美国成功发射的“帕克”太阳探测器,成为人类首个将穿越日冕“触摸太阳”的探测器,引发轰动。

  过去一年,我国第一颗天文观测卫星“慧眼”正式交付使用,让我国高能天文研究进入空间观测的新阶段,这对提高中国在空间科学领域的国际地位和影响力有不可小觑的意义。我国第一颗电磁监测试验卫星“张衡一号”成功发射并在轨应用,首次实现国内在轨精确磁场探测,这也让我国成为世界上少数拥有高精度地球物理场探测卫星的国家之一。

  但也有不少声音认为,从总体上看,我国在科学与技术试验卫星数量,以及其背后的深空探测程度上,和美国相比仍有较大差距。

  至于载人及货运航天器,过去一年中国为零,但这并不代表原地踏步。来自中国载人航天工程办公室和航天科技集团的消息显示,我国已正式开启建设空间站阶段,实验舱推进系统首次试车顺利完成,“天舟”货运飞船转入正式运行,新一代载人飞船进展顺利。

  美国方面,其新一代载人飞船“龙”飞船和“星际客船”也已研制完成,等待2019年的正式“亮相”。

  新一代飞船、空间站——一切都在路上

  航天科技集团宇航部部长尚志透露,作为我国近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,“长征五号B”运载火箭将承担空间站舱段发射任务,目前,该火箭已经全面进入试样研制。

  相应地,中国空间站核心舱研制工作按计划顺利实施。尚志说,后续还将开展发射场合练及首飞任务前的准备工作,为空间站建造阶段全面展开奠定基础。

  同样值得期待的还有探月工程。过去一年,“嫦娥四号”成功发射,月球背面迎来人类第一个软着陆探测器。而今年,“嫦娥五号”则有望到月球“抓土”采集样品并返回地球,完成探月三期的关键任务。

  就在这个春节假期后不久,美国传来消息,“洞察号”无人探测器已成功将温度测量装置放置在火星表面,该装置测出的“体温”将告诉人们火星散发的热量究竟有多少,火星的组成物质是否与地球相同——人类在深空探测的征程中又迈出一步。

  美国的“勇气号”和“机遇号”曾经圈粉无数,如今都已渐渐“老去”,站在巨人的肩膀上,“洞察号”成为现在火星上最耀眼的“明星”。

  中国也是如此,过去一年我们迎来“嫦娥四号”“玉兔二号”,但它们也终将成为过去,“嫦娥五号”“嫦娥六号”“嫦娥七号”以及未来的中国空间站、首个火星探测器等都将接力飞向太空——虽不是每一场都如科幻片惊心动魄,但都将踩下人类太空探索史上最坚实的脚印。

中国青年报·中青在线记者 邱晨辉 来源:中国青年报

 
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