翹首中國航天更壯美的未來

□ 邢 強

翹首中國航天更壯美的未來

□ 邢 強

公元1970年4月24日，中國在第一個火箭發射實驗基地酒泉衛星發射中心成功發射了第一顆人造地球衛星“東方紅一號”。中國進行太空探索的大幕從此拉開。47年過去了，那顆“東方紅一號”衛星仍然在近地點434千米、遠地點2032千米、傾角為68.4°的軌道上圍繞地球轉動。如今，“天舟一號”無人貨運飛船已經從中國海南文昌發射中心順利發射，并在2天后順利與“天宮二號”空間站完成了自動交會對接。展望未來，在中國人已經實現了一箭多星、衛星導航、載人航天、載人空間站、無人探測月球等多項技術突破之后，中國航天在未來將會給我們帶來哪些驚喜呢？

民眾廣參與

“天舟一號”貨運飛船

2017年2月中旬，“天舟一號”貨運飛船從天津港啟運后，順利抵達海南文昌發射中心。2017年4月20日19時41分35.361秒，“天舟一號”在萬眾矚目中順利發射。

按照其設計指標，“天舟一號”貨運飛船的起飛重量約13噸，擁有6噸以上的上行物資運輸能力，可獨立飛行3個月。從功能方面來講，“天舟一號”貨運飛船具有與“天宮二號”空間實驗室進行交會對接、開展空間科學實驗和技術試驗等能力。而更大的一個亮點則是，“天舟一號”具有約為2噸的實施推進劑在軌補加能力，這使得“天宮”系列空間站乃至中國未來的大型空間站的在軌運行時間極大延長。

“天舟一號”貨運飛船是我國迄今為止研制的最重的航天器，是加油站，是快遞員，更是中國航天邁出發展建設重要一步的象征。“天舟一號”貨運飛船的發展，使得“天宮”系列空間實驗室終于有了完整的技術組合，成為一款成熟的空間站，中國航天正發出由大向強邁進的時代聲音。

航天科技是科技進步和創新的重要領域，航天科技成就是國家科技水平和科技能力的重要標志。航天科技取得的創新成果極大鼓舞了中國人民的創新信念和信心，為全社會創新創造提供了強大激勵。

“天舟”貨運飛船的發展本身恰恰多了民眾參與這一層意義。“天舟”這個名字的誕生凝結了廣大公眾的集體智慧。時光回溯到2011年4月25日，中國載人航天工程辦公室正式向公眾開放未來中國貨運飛船的征名活動。截止到5月20日，該辦公室共收到5萬余個名字。當年7月8日，中國首位進入太空的航天員楊利偉與中國科學院院士、北京航空航天大學宇航學院名譽院長、空間技術專家戚發軔于中央電視臺揭曉了入選前十的入圍名稱，它們分別為：“天梭”“鯤鵬”“天舟”“神龍”“龍舟”“神驥”“天馬”“云梯”“神駒”“行者”。2013年10月31日，中國首款貨運飛船正式定名為“天舟”。“天舟”，這個由“天宮號”空間站和“神舟號”載人飛船各取一字組成的名字，獲得了“TZ”代號，成為了中國航天器大系統中的年輕一員。

貨運飛船發射后會與空間實驗室或空間站進行自動交會對接，為空間實驗室和空間站補充推進劑、空氣、水、食物以及用于維修空間站的更換設備，可以大幅延長空間實驗室和空間站的運行壽命。另外，貨運飛船也充當了空間站“垃圾桶”的角色。航天員取出貨運飛船升空攜帶的物品后，可將站內的廢棄物品搬運到貨運飛船上，關閉氣閘后，貨運飛船脫離空間站，返回地球時廢棄物連同貨運飛船在大氣層中燒毀。

“天舟一號”貨運飛船成功發射并與“天宮二號”空間站的順利自動對接，激發了科研院所和高校中的研究人員，以及分布在企業、社會各界的科技工作者參與建設航天強國和世界科技強國的宏偉事業，也將進一步推動人類的太空探索事業能夠在更多民眾的心中發芽、成長。

搭載“天舟一號”貨運飛船火箭

建設空間站

當貨運飛船技術成熟之后，我國將在2018年發射空間站的核心艙段。在進行空間站在軌建造技術的驗證通過之后，陸續會有其他艙段與核心艙進行對接。不久的將來，人們將會認識到大量具有新用途的中國制造的航天器。除了曾經多次成功往返天地之間，贏得了“中國第一個載人飛船系列”的“神舟”載人飛船外，未來的中國空間站的每個艙段和貨運飛船也都有自己的名字和代號。比如，載人空間站命名為“天宮”，代號“TG”；貨運飛船命名為“天舟”，代號“TZ”。而將在2020年至2022年之間完成建設的中國空間站則有著一系列新的名稱。空間站核心艙被命名為“天和”，代號“TH”；空間站實驗艙Ⅰ被命名為“問天”，代號“WT”；空間站實驗艙Ⅱ被命名為“巡天”，代號“XT”。建好的空間站將具備對接載人飛船和無人貨運飛船的能力，并且在航天員駐守在空間站的時候，載人飛船能夠與空間站一起長期運行在軌道上。建成的空間站整體呈“中”字，配備大型太陽能電池帆板，按照核心艙與實驗艙的重量通常在20噸以上來推算，建成后的中國空間站的重量應當不小于90噸。

另外，從國際空間站的使用壽命和通常建成的空間站擁有10年左右的在軌運營時間來看，在2022年之后的幾年時間里，以中國的“天和”艙為核心的空間站或許會是那時唯一一座在太空中正常運轉的、可供宇航員長期在軌工作和生活的大型空間站。

昂首邁深空

正在如火如荼進行中的中國載人空間站計劃會讓中國航天在未來20年內在近地軌道上大有作為。若向更深遠的地方看去，中國探月工程也會給我們帶來更多的喜悅。中國探月工程目標明確，進展也非常順利。在2003年3月1日正式啟動的中國探月工程（代號為“嫦娥工程”）有著一個歷時長達20年的長遠計劃。在這20年的時間里，中國航天人首先會發射繞月衛星，繼而是發射無人探測裝置，實現月面軟著陸探測，然后運送機器人上月球建立觀測點，最后實現采取月球上的樣本安全返回地球，這也就是人們經常聽到的“繞”“落”“回”3個階段。在2007年，“嫦娥1號”對月球表面環境、地貌、地形、地質構成等進行了探測。隨后，“嫦娥2號”的環月觀測任務和“嫦娥3號”及其后續的“軟著陸”與月面巡視探測任務也已順利完成。

未來，我們期待新的“嫦娥”探測器會將月球上的土壤與巖石樣本采回地球。按照現在的進展速度，最近兩年以內，中國就會實現月壤的采樣返回項目，實現中國探月工程的完美收官。不過，實際上三步走的探月工程對于月球這顆目前距離地球最近的自然天體的探測來說，總是有些讓人意猶未盡的感覺。在擁有了更大推力的重型運載火箭之后，中國將不僅僅能夠把無人探測器送上月球，而且能夠把航天員甚至是大型基地建設設備運往月球并實現軟著陸。

由此看來，“繞”“落”“回”三步走的探月工程只是更大的月球相關項目中的第一個環節，不妨將視野放寬，大膽設想一個更為長遠的月球計劃：將“繞”“落”“回”三步走歸入一類，稱作“探”；將載人登月，由中國航天員在月球表面進行現場探索的計劃稱作“登”；把在月球上建立長期有人照料的基地的計劃稱作“駐”。那么，中國在走完“繞”“落”“回”這一系列步子相對較小的三步之后，緊接著就可以邁開大步向“登”和“駐”前進。在美國“重返月球”計劃的前景尚不明朗以及其他各國的載人登月項目還未能擁有正式啟動條件的情況下，一旦中國的登月計劃實現，那么中國航天員就有可能成為1972年12月11日人類最近一次登月之后最先返回月球的人。

再進一步考慮，如果計劃順利的話，中國或許還能夠成為世界上第一個在月球建立永久基地的國家。另外，一枚火箭擁有了向月球運輸大型設備的能力，也就意味著它具備了向火星發射探測器的潛力。在空間站中積累的太空長期工作生活的經驗和在載人登月中掌握的超大型運載火箭的能力使得發射火星探測器乃至載人探測火星有了一定的可行性。而這一切計劃開始出現的場景，或許用不著等太久。

欣喜盼未來

毫無疑問，中國航天取得了全世界為之矚目的成就，也產生了凝聚民族意志、激勵民族探索精神的重大意義。在探索人類未知和前沿科學的同時，航天的商業化也逐漸開始被人們廣泛關注。全球航天產業的經濟總量已經超過了3300億美元，其中，商業航天占比達76%。通信、導航和遙感成為商業航天中的3個重要組成部分。對于已經進入航天技術發展第一梯隊的中國航天而言，技術蓬勃發展與商業巨大成功的結合有著更為深遠的意義。美國曾經有一段時間因為限制商業航天的發展而讓歐空局的“阿麗亞娜”系列火箭取得了令人羨慕的商業成功。如今，美國已經通過了相關法律，在衛星通信、遙感和航天發射領域對私營企業開放。該政策使得SpaceX、軌道科學、藍色起源等公司逐漸崛起。美國開放的0.25米分辨率的遙感圖像對衛星遙感數據的商業化起到了非常大的推動作用，帶動了相關產業的興起和發展。技術轉移和政府采購的政策使得美國私人航天的發展有著良好的勢頭。

未來中國空間站想象圖

未來，中國航天的商業化將會采用怎樣的方式來進行，這有賴于政策制定和市場推動等多方面因素。遙想蜀漢，諸葛亮在雙流華陽居住的時候，植桑八百，鼓勵民眾發展蠶桑蜀錦生產，形成了“家家置織機，戶戶出蜀錦”的情形。東晉左思的《蜀都賦》中有“技巧之家，百室離房，機杼相和”的描繪。另外，諸葛亮還鼓勵人們開荒拓地，積極從事生產活動。我們的先民有著調動全民積極性的智慧，如今的中國航天事業也正需要有夢想和情懷的人們投入進來，共同謀求更大的發展。

北京時間2012年12月13日16時30分09秒，“嫦娥2號”在距地球約700萬千米遠的深空掠過小行星4179，最近距離僅為3.2千米。這是中國第一次對小行星進行探測。原本設計用來探測距離地球38萬千米的月球的探測器在完成了既定的“考試”內容之后，把探測小行星這道“附加題”也答得漂漂亮亮。

這充分表現了中國航天勇于探索的精神。在《“十三五”規劃綱要》中提出的中國科技發展戰略里，“強化宇宙演化、物質結構、生命起源、腦與認知等基礎前沿科學研究。積極提出并牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程，建設若干國際創新合作平臺”被明確提出。事實上，宇宙演化、生命起源等前沿科學的研究都是和航天密不可分的。

帶著對未來的憧憬和對未知的好奇心，真誠期盼中國航天給世界帶來更多的驚喜，也相信中國航天一定能夠承載起重大的科研使命，極大地促進人類探索能力的提升。

（新媒體合作平臺《小火箭》）