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中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点
 
[来源: 中国航天人才网 | 作者: 原创 | 日期:2021年1月10日 | 浏览79 次] 【  
 

“2020年,是见证历史的一年,也是自我成长的一年。”


作为一个中国航天人,航天科技集团公司研究员李洪波对自己的2020年作出了总结。


在中国航天的时间表上,这注定是一个里程碑式的年份:


这一年,北斗系统第五十五颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射,我国的北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成


这一年,我国开始尝试火星探索,首个火星探测器天问一号搭乘长征五号遥四运载火箭顺利升空。7个月,4亿公里,我们正式向火星进发。


这一年,我们发射了嫦娥五号,顺利带回了1731克月壤,为我国的“绕、落、回”三步走的探月工程画下了一个完美的句号。

……

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

嫦娥五号返回舱图源:新华社

对世界航天来说,这同样也是非常精彩的一年:


SpaceX公司龙飞船顺利发射,这是自2011年后美国首次从美国本土将宇航员送入国际空间站,商业载人航天的时代序幕正在开启。


欧洲航天局与NASA联合开发的太阳轨道探测器踏上征程,计划在离太阳表面4200万英里的轨道上运行,对太阳进行近距离观测。


美国毅力号火星探测器出发,计划在火星上寻找古代生命的迹象,并收集岩石和块石样本返回地球。

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

毅力号火星降落示意图图源:NASA

现代航天技术的奠基人,苏联科学家齐奥尔科夫斯基有一句名言:“地球是人类的摇篮,但是人类不能永远生活在摇篮里。”


如今,中国与世界各国纷纷跳出地球这个摇篮,去探索宇宙中的“新大陆”,开启了新的大宇航时代。


对于这特殊的一年,一个航天爱好者,必须知道以下七件事:


01 向天发问

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

天问一号发射图源:人民日报

如今的火星是一个尘土飞扬,寒冷荒凉的世界,但种种迹象表明,它也曾经像地球一样充满活力与生机。


这颗星球上到底发生了什么?过去的生机去了哪里?火星会是地球的未来吗?


为了解开这些迷惑,2020年,我们一次次向天发问:


7月20日,阿联酋的希望号火星探测器发射,目标是研究火星的高层大气,并监测两年之内火星的气候变化,绘制不同季节的火星气象图。


7月23日,我国的天问一号探测器开启火星征程,肩负火星环绕、火星表面降落、巡视探测三大任务。


7月30日,美国的毅力号探测器也踏上了征程,为美国2030年代的载人火星探索任务、火星登陆做好前期准备工作。

火星这个邻居身上,可能藏着我们的过去,也预示着我们的未来。


02 金星天文观测

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

在金星大气中检测到磷化氢图源:美国科学促进会

在太阳系众多的行星中,金星凭借极端恶劣的自然环境,摘下了“地狱行星”的凶名。但天文观测发现,这样的地狱中,竟然也可能存在生命的迹象。


科学家在金星的大气层中发现一种罕见的分子——磷化氢(PH3),丰度为20ppb(亿分之二),大约每10亿个分子中有20个磷化氢分子,含量非常非常低。


因为这种气体通常在工业生产中,或由微生物在无氧环境中生成,所以它的存在意味着外太空中可能存在生命。


此次发现磷化氢的位置,不是在金星表面,而是在金星大气中层,高度在五十公里附近。


这个位置的金星大气压接近1个标准大气压,温度大概是在20到30摄氏度,可能适合生命存在。


所以一些科学家怀疑金星上的磷化氢是由生命产生的,但一切还言之过早,需要后续更多的科学探测支持。


03 天眼发威

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

2014年9月1日拍摄的FAST夜景图源:国家天文台FAST项目团队

快速射电暴是一种神秘的天文现象,能在短时间内释放出巨大的能量。快速射电暴在3毫秒内释放的能量,可以与太阳3天内释放出的能量媲美。


对于快速射电暴的来源,科学界一直众说纷纭,主要可分为两派:一派认为,快速射电暴来自磁星磁层,是致密星周围的强磁场电离环境导致的;


另一派则认为,快速射电暴是一些大型致密天体相互作用驱动的辐射。


而中国天眼FAST是世界上最大的射电望远镜,它的反射面有30个足球场那么大,口径是美国阿雷西博射电望远镜的两倍。


它还能根据天体的目标位置的不同,自主调节形状,灵敏度非常高,能“看”到其他望远镜看不到的脉冲辐射的绝对优势,是探测快速射电暴的不二利器。


今年10月和11月,中国科学家就通过FAST的观测,首次观测到了银河系内的快速射电暴,并在《自然》上发表了相关研究成果,证明了磁星磁层是快速射电暴的来源之一。


自开放使用以来,天眼发现的脉冲星数量超过240颗,基于相关数据发表的高水平论文达40余篇


天眼极大地拓展了我们的视野,让我们走在视界前沿。


04 商业航天起飞

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

龙飞船发射图源:SpaceX

5月30日,SpaceX的龙飞船从佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射升空,将美国宇航员道格·赫利和鲍勃·本肯带到国际空间站。


2011年,由于航天飞机维护使用过于高昂,并且挑战者号航天飞机和哥伦比亚号航天飞机先后发生灾难,美国航天飞机宣布退役。


在此后的9年中,美国一直是依赖俄罗斯将宇航员送往空间站。


本次发射,是自2011年后美国首次凭借自己的力量,从美国本土直接将宇航员送入国际空间站。


这也是有史以来人类第一次乘坐商用火箭冲入地球轨道,是商业载人航天的首秀

一般情况下,火箭助推器都是一次性的,使用后会被抛入海洋。而早在2017年,SpaceX就开始在CRS-13上的CRS任务中重复使用Falcon 9助推器。

SpaceX的优势就在于他们的火箭可重复使用,比俄罗斯的报价低40%


05 北斗收官

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射图源:贵阳日报

一提到全球卫星导航系统,我们最先想到的可能是美国的GPS。


目前能够被称为「全球系统」的,除了美国的GPS,其实还有中国的北斗、俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略系统。


美国的GPS和欧洲的伽利略都是地球中远轨道卫星,而北斗是由GEO、IGSO和MEO混合的星座。


它既能实现全球覆盖,同时由于部分卫星定点在中国国土上空,因此能够为本土提供更高精度、更好性能的服务。


2020年6月23日,北斗系统第五十五颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射,至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。


北斗三号“收官之星”发射成功,意味着我国北斗三号系统可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。


06 仰望星空,脚踏实地

中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

嫦娥五号发射图源:国家航天局

12月27日凌晨1时59分,离家23天的嫦娥五号,带着月球1731克月球“土特产”,悄悄落在内蒙古四子王旗着陆场上,宣告我国首次月球采样返回任务圆满完成。


作为中国探月工程的收官之战,嫦娥五号实现了中国航天史上五个第一次:


  • 第一次在月球采样;
  • 第一次从地外天体起飞;
  • 上升器与轨道器和返回器组合体第一次在月球轨道上成功交会对接;
  • 第一次带月壤高速再入返回地球
  • 第一次对我国独立采集的月壤样品的存储、分析和研究。

  • 而这么一个宏大又意义深远的探月工程,所用的花费却少得超乎想象——只有十几公里地铁钱


    李洪波告诉造就:“探月工程曾经公布过,嫦娥1号只花了14亿,相当于北京修2公里地铁的经费。整个嫦娥探月工程下来,大概也就是修十来公里地铁的花费。”


    她说,在当年美苏冷战的背景下,美国为抢在苏联之前实现载人登月,前前后后投资高达250亿美元,当时约合2万多吨黄金


    而我们的探月工程之所以能花小钱干大事,是因为我们的目的不是搞竞赛,而是要服务于科研,服务于探索未知。


    所以要踏踏实实、量力而行地做有意义的事情,有条不紊地开展航天探索。


    07 空间太阳观测

    中国航天有多“抠门”?|2020航天盘点

    太阳轨道探测器首次接近太阳图源:欧洲空间局

    2020年2月,欧洲航天局和NASA的联合开发的太阳轨道探测器发射,人类向太阳进发。


    太阳轨道探测器旨在对日球层(太阳和太阳风影响的区域)和新生的太阳风进行详细的测量,并对太阳的极地区域进行近距离观测,整个任务计划持续7年


    7月16日,太阳轨道探测器拍摄了一张迄今离太阳最近(距太阳4800万英里)的照片。


    就在几天前(美国当地时间12月27日),它飞越了金星。


    因为它必须始终将隔热罩对着太阳一侧,所以无法拍摄任何图像,但它自带的等离子体波仪器、高能粒子探测器上的许多传感器仍旧收集到了许多珍贵的数据。


    飞越金星,我们离太阳更近了。


    我们为什么要拼命飞出地球?


    也许答案正如李洪波所说的那样:


    “从1957年人类第一颗人造卫星飞出大气层开始,这60多年的航天活动的主要区域还是在地球周边4万公里以内。如果宇宙是大海的话,我们还是在近海的沙滩周围扑腾。


    “如果人类真的想在宇宙中走出摇篮,发现新大陆的话,月球就是宇宙这片茫茫大海中离地球最近的近海的一个小岛,火星是人类最可能登陆的比较近的第一片大陆。”


    2021年,我们仍然在路上:


  • 我国要建造近地轨道的空间站,为未来的载人登月打下基础;

  • 天问一号、希望号、毅力号探测器将开始完成各自的火星任务;

  • 中国天眼FAST将向世界开放,为各国科学家的天文观测贡献一份力量;

  • SpaceX计划推出Starship商业太空飞行计划,进行飞船Starship的首次轨道试飞;

  • 太阳轨道探测器将在21个月的巡航飞行后进入任务运行轨道,对太阳开展近距离探测

  • ……


    2020,注定是不同寻常的一年,我们见证了历史,也经历了成长;2021年,我们将前往更远的星空,破解更多的未解之谜。


    但无论如何,不变的始终是我们奋楫星河的脚步,和探索未知的渴望。


    在星辰大海的征途上,我们永不止步。


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