一、嫦娥探月工程的“绕、落、回”核心技术
嫦娥五号曾完美完成中国航天史上最复杂任务。早在年,嫦娥探月工程正式启动,计划通过“绕、落、回”三步走发展战略全方位研究月球。目前已有嫦娥一号、二号、三号、四号、鹊桥号、五号T1试验器等完成任务,完整突破了环绕和着陆两大月球探索使命,实现了人类首次软着陆月球背后和巡视的壮举。年11月24日嫦娥五号发射成功,挑战月球采样返回,时隔44年(年苏联月球24号),它将为人类再次带回月球样品。
嫦娥五号探测器组合体总重达8.2吨,采用轨道器/返回器/着陆器/上升器联合的方式探测月球,是人类无人探月史上最复杂最重的探测器。年12月17日,嫦娥五号成功返回,最终收获了克样本,超过了苏联三次无人采样任务采样总重量(克)。在经历了11个重大阶段和关键步骤后,中国终于告别了仅有美国阿波罗登月计划赠送的1克月球样本的历史,并全面掌握了无人地月往返系列技术。
嫦娥五号实现了中国航天五大首次技术突破:1.地外天体自动采样封装;2.地外天体起飞并精准入轨;3.月球轨道无人交会对接;4.携带月球样本高速(近11.2千米/秒的第二宇宙速度)返回地球;5.建立中国月球样品的存储、分析和研究系统。
二、北斗系统全球覆盖、全天候、全天时的高精度定位与授时技术
中国的北斗系统已全面建成。年6月23日,北斗卫星导航系统第55颗卫星搭乘长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心成功升空。北斗系统,历时26年研发,经历了三代系统、共计发射了59颗卫星,终于完成全部组网星座发射任务,意味着中国的北斗系统已正式建成!意味着卫星导航系统能无限量为用户提供全球覆盖、全天候、全天时的高精度定位与授时服务。
北斗系统采用三种轨道,重点服务亚太地区。整个北斗建设过程分成了三步走策略,对应北斗一号、二号和三号系统。其中,一号主要为试验系统;二号为区域服务系统;三号为最终定型的全球服务并带有区域增强的系统。
北斗三号系统的30颗卫星包括3颗为GEO(静止地球同步轨道)卫星,3颗为IGSO(倾斜地球同步轨道)卫星,24颗为MEO(中远地球轨道)卫星,是人类现有导航卫星系统中最独特创新的设计,能通过高轨卫星导航和短报文功能重点为亚太地区提供更高质量的服务。
三、天问1号是人类探索火星60年历史上复杂度最高的一次
火星不仅是人类研究行星科学和太阳系演化史的核心参照,也是人类未来走向深空的突破目标。中国航天正式启动了行星探测计划——“天问”。执行第一站任务的就是去往火星的天问一号。年7月23日,天问一号搭乘长征五号遥四火箭,从文昌航天发射场成功升空,开启前往火星数亿千米的旅程。
天问一号这次任务中挑战在火星“绕”(环绕)、“着”(降落软着陆)、“巡”(移动巡视)三大工程目标。组合体携带13项科学仪器,计划对火星进行全方位研究,是近几十年来人类火星探测技术复杂度之最,将打破人类探测火星新纪录。
年11月8日,"天问一号"环绕器成功实施第五次近火制动,准确进入遥感使命轨道,开展火星全球遥感探测。截至年2月4日,天问一号在轨运行天,天问一号从火星祝贺北京冬奥会盛大开幕。
天问1号火星探测器由1.3吨的着陆与巡视器总重以及1.2吨的环绕器组成,加上2.5吨的推进剂,所以天问1号探测器总重达到了5吨,最重要的是,有重千克的巡视器(火星车),这要求着陆器在着陆过程中一定要小心再小心,对着陆过程要求非常严格,这是当初的海盗1号在着陆过程中没有经历过的,两者在技术上也是无法比较的,超高难度的绕落巡一步到位,天问1号的任务是人类探索火星60年历史上复杂度最高的一次。
四、全天时、全天候和全球范围的高分辨率对地观测系统。
地球原本仅有一颗天然卫星,进入航天时代后,人类发射了上万颗人造卫星,并通过这些卫星来了解地球的方方面面。高分辨率对地观测系统,是我国中长期科学和技术发展规划纲要提出的重大专项之一,主要依靠卫星系统实现全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力。
年12月6日,中国发射高分十四号卫星,从年4月26日发射高分一号至今,中国在7年内发射了十四个系列、二十余颗卫星组成高分卫星网络,它们分别分布在地球静止轨道和太阳同步轨道。历时七年的高分卫星专项系统建设成功收官,几乎覆盖了航天领域所有对地观测方式,为我国长期稳定地获得高分辨率全球遥感信息提供重要保障,战略意义明显。
五、“胖五火箭”成为是中国最强大的重型任务运载火箭
长征五号是中国最强大的重型任务运载火箭。它将长征火箭家族近地轨道运力上限从8吨级提到25吨以上,能将东方红五号平台这类大型载荷发射到高轨,能执行大型月球探测和火星探测任务等,是一个通用化、系列化、组合化的大型运载火箭平台。
长征五号要专门定制一个型号,负责实施近地轨道20-25吨级重载任务,这就是长征五号B运载火箭。相较于长征五号,它采取一级半的“矮胖紧实”布局,采用更大的整流罩,重点服务于天宫空间站核心舱和实验舱。年5月5日,长征五号B运载火箭在文昌航天发射场成功首飞,为年全面开启天宫空间站建设创造了条件。
六、神舟飞船是世界最先进的新一代载人飞船
神舟飞船是载人航天工程的功勋飞船,采用三舱式(推进舱、轨道舱和返回舱)构型。中国航天人通过11次任务成功掌握了载人航天的各项核心技术。年5月5日,新载人飞船试验船随着长征五号B火箭成功首飞。它采用最新的两舱式(推进舱、返回舱)布局,效率更高,技术更先进,容量更大、最多能搭载7名航天员、拥有较强载货能力,在太空中使用寿命更长。
通过模块化和通用化设计,它可以通过更换隔热模块实现多次低成本重复使用。群伞气囊缓冲设计,也使得回收过程舒适性和安全性大幅提升。为适应不同任务需求,新载人飞船试验船设计了大、小两个版本。
飞船整体隔热能力大幅提升,足以适应包括载人登月在内的载人深空探测计划。这些优势远远超过了神舟飞船的核心指标,也使得新载人飞船成为目前世界最先进的新一代载人飞船之一。
七、长征八号火箭创搭载发射22颗卫星最高记录
年12月成功首飞的长征八号是我国新一代主力中型运载火箭,填补了我国太阳同步轨道运载能力3至4.5吨的空白,可以承担80%以上的中低轨发射任务。长八遥二火箭此次发射,是型号不带助推器的新构型首飞。 长征八号遥二火箭是一发“共享火箭”,其搭载发射的22颗卫星,分别来自7家研制单位。
年12月22日,长征八号在文昌航天发射场成功首飞。它主要依托长征七号和长征三号甲系列火箭技术,取长补短,采用模块化设计理念,使用更加环保高效的液氧液氢和液氧煤油推进剂组合,定位于中型载荷发射。在运力方面,重点针对这两种轨道实现不低于4.5吨的发射能力。长征八号将在未来逐渐验证火箭可回收技术,并通过高可靠性、通用化、准备周期短、发射频率高等设计,集中于高性价比的商业载荷发射任务,是长征火箭家族图谱的重要支撑力量。
八、长征十一号火箭综合性能指标达到国际先进水平
长征十一号火箭突破了多项关键技术,运载能力和适应能力强,火箭规模和起飞推力大,测试发射快速,操作使用简便,一体化、集成化、智能化程度高,综合性能指标达到国际先进水平,可与全球主流固体运载火箭相媲美,对于完善中国航天运输系统体系,提升快速进入空间能力具有重要意义。长征十一号运载火箭的首飞成功是中国首次实现固体运载火箭一箭多星发射,意味着未来中国能在24小时内实现卫星快速发射。长征十一号是继“快舟一号”固体运载火箭发射成功后中国又一种成功发射卫星的固体运载火箭。长征十一号运载火箭的发射成功,标志着中国在固体运载火箭领域关键技术上取得重大突破,对于完善中国运载火箭型谱、提升进入空间能力,具有重要意义。
长征十一号火箭可满足不同任务载荷、不同轨道的多样化发射需求,有力地促进了中国小卫星的规模化发展与应用。
它的绝活在于能以很低成本执行小型载荷的一箭多星任务,并能够适用于各种陆地固定发射场、移动发射场和海上发射场等环境。年,长征十一号在酒泉、西昌、黄海(移动平台)均进行了发射,其中依托海上平台为第二次发射,实现了一箭九星的壮举。之前长征十一号火箭共计发射十一次,成功了十一次!
九、嫦娥探月工程持续突破探月记录
嫦娥系列月球任务,不仅以非常浪漫的“嫦娥”(轨道器和着陆器)、“玉兔”(巡视器)、“鹊桥”(嫦娥四号中继星)和“广寒宫”(嫦娥三号着陆地)等大家耳熟能详的名字而著名,还以它们不断实现的新纪录而广受国际科研界