波瀾壯闊四十載 九天攬月夢可圓—改革開放40年的航天印跡

《偉大的變革——慶祝改革開放40周年大型展覽》于2018年11月13日在北京國家博物館正式開幕，展覽共分為6個主題內容展區——開篇視頻、壯美篇章、關鍵抉擇、歷史巨變、大國氣象、面向未來，通過實物模型、互動展項等方式，氣勢恢宏地再現改革開放40年來、特別是黨的十八大以來，我國取得的輝煌成就。

改革開放40年，也是中國航天人奮斗的40年，是中國航天科技事業取得輝煌成就的40年。神舟升空，嫦娥奔月，天宮與神舟成功對接……一幕幕激蕩人心的瞬間是中國人最為驕傲的記憶，也是改革開放歷史下，中國航天發展壯大的有力佐證。展覽上，長征系列運載火箭、神舟飛船與空間站、月球探測器、多領域應用衛星等航天重器及衛星應用成果，以模型、視頻、圖片等形式震撼亮相，集中展示了我國航天事業取得的巨大成就，成為展覽的亮點。

可上九天攬月

專題展區模擬了嫦娥三號月球探測器的著陸器與巡視器（月球車“玉兔”）的工作場景。2013年12月，嫦娥三號探測器在月球表面預選著陸區域成功著陸，標志著我國成為世界上第三個實現月球軟著陸的國家。隨后，著陸器和巡視器分離，陸續開展了“觀天、看地、測月”的科學探測任務。嫦娥三號著陸器還創造了迄今為止人類探測器月面工作時間的最長記錄。2018年12月8日，嫦娥四號探測器搭乘長征三號乙運載火箭成功發射，開啟了人類首次月球背面軟著陸和巡視探測任務。

展區展示的長征系列運載火箭中，長二捆、長征三號乙是我國航天人在改革開放新形勢下，創造性地采用商業模式研制出的大推力捆綁式運載火箭，為我國拓展國際商業發射市場立下了汗馬功勞；在長二捆基礎上研制的我國首型高可靠、高安全火箭長征二號F和長征三號乙一起，支撐了載人航天、月球探測、北斗導航等國家重大航天工程的建設；長征四號乙運載火箭將多型風云、海洋、高分等衛星送上太陽同步軌道；新一代運載火箭長征五號、長征七號于2016年成功首飛，拉開了長征火箭更新換代的序幕，將支撐我國重大航天工程的進一步開展；重型運載火箭長征九號綜合性能指標達到國際運載火箭的先進水平，研制成功后，可滿足未來較長時期國內深空探測、載人月球探測等國家重大科技活動的任務需求（見圖1）。

圖1 中國新一代運載火箭及嫦娥三號探測器

專題展區也展示了天宮二號空間實驗室、“飛天”艙外航天服以及我國未來空間站等（見圖2）。改革開放以來，我國論證并實施了載人航天工程，11名航天員先后飛天，圓了中華民族千百年來的飛天夢，先后突破掌握天地往返、空間出艙、交會對接等核心技術，帶動了一大批相關技術的發展，短短20余年就跨越發達國家近半個世紀的發展歷程，充分彰顯了偉大的中國道路、中國精神和中國力量。2017年，隨著空間實驗室飛行任務的圓滿收官，中國載人航天工程的第三步任務——空間站工程全面展開，計劃于2022年前后建成載人空間站。

圖2 航天員艙外航天服與艙內航天服

天宮二號是中國第一個真正意義上的空間實驗室，全長10.4m，最大直徑3.35m，重8.6t，已在軌飛行兩年，先后與神舟十一號載人飛船和天舟一號貨運飛船完成了交會對接，突破了航天員中期駐留及推進劑補加等一系列關鍵技術，為我國后續空間站建造和運營奠定了堅實基礎（見圖3）。在天宮二號空間實驗室內搭載的世界首臺太空運行的冷原子鐘（見圖4），成功驗證了在空間環境下高性能冷原子鐘的運行機制與特性，同時實現了日穩7.2×10-16的超高精度（即精度達到3000萬年誤差小于1s），將目前人類在太空的時間計量精度提高1～2個數量級。

圖3 天宮二號空間實驗室透視模型

圖4 空間冷原子鐘

中國空間站基本構型包括核心艙、實驗艙I和實驗艙II，每個艙段規模20噸級。額定乘員3人，乘組輪換時最多可達6人，建成后將成為我國長期在軌穩定運行的國家空間實驗室（見圖5）。

圖5 中國空間站模型

作為國家綜合國力和大國地位的集中體現，載人航天工程已經成為推動科學技術進步、服務經濟社會發展的重要力量！隨著空間站時代的到來，中國人探索太空的腳步會邁得更大、更遠！

“我已出艙，感覺良好！神舟七號向全國人民、全世界人民問好！”2008年9月27日，我國航天員翟志剛帶著五星紅旗太空漫步招手（見圖6）。

2016年11月9日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平在中國載人航天工程指揮中心，同正在天宮二號執行任務的神舟十一號航天員景海鵬、陳冬通話。圖7為天地通話時使用的話機。

圖6 航天員出艙揮舞的國旗

圖7 天地通話機

北斗，指引夢想前行的方向

作為改革開放40年來取得的重要科技成就之一，北斗系統已經成為當代中國向世界展示的一張靚麗“名片”。北斗衛星導航系統是我國自主建設、獨立運行的重要空間基礎設施，為社會生產和生活提供全天候的精準時空信息服務。2018年12月27日，北斗三號基本系統正式向“一帶一路”及全球提供基本服務，北斗系統向全球組網邁出堅實一步；2035年還將建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。

圖8 北斗衛星導航系統模型

除了北斗系統全球組網模型（見圖8），北斗系統展區還展出了包含北斗芯片、板卡、終端等多項展品（見圖9）。通過多年的集智攻關，我國實現了衛星導航基礎產品的自主可控，形成了完整的產業鏈，逐步應用到國民經濟和社會發展的各個領域。伴隨互聯網、大數據、云計算、物聯網等技術的發展，北斗基礎產品的嵌入式、融合性應用逐步加強，產生了顯著的融合效益。

圖9 北斗系統展區展出包含北斗芯片、板卡、終端等多項展品

遙瞰美麗中國

改革開放以來，我國遙感衛星事業步入快速發展軌道。我國自主研制的遙感衛星體系日益完善，目前已經具備一天內全球任意地點遙感影像的周期性獲取能力。視頻《遙瞰美麗中國》，展示了資源三號立體測圖衛星獲取的各類遙感影像和三維場景。從寶島臺灣到壯美珠峰，從南海之濱到烏蘇里江畔，從九曲黃河到首都北京……從太空角度展現了大美中國的四季更替、山清水秀。國產遙感衛星正在以其卓越的影像獲取能力，為實現中華民族偉大復興作出新貢獻。

黨的十八大以來，我國高分辨率對地觀測系統重大專項（即“高分專項”）工程建設進展順利，高分一號、高分二號、高分四號、高分三號、高分一號02/03/04星、高分五號、高分六號等一系列衛星先后發射成功（見圖10），我國自主獲取高分辨率對地觀測數據的能力大幅增強，打破了國外對多種高分辨率對地觀測數據的壟斷，數據有力地保障了現代農業、防災減災、資源調查、環境保護和國家安全的重大戰略需求，見證著砥礪奮進新時代的新氣象。

圖10 高分三號衛星模型

巴基斯坦遙感衛星一號是中國向巴基斯坦出口的第一顆民用光學遙感小衛星，2018年7月9日由長征二號丙運載火箭送入預定軌道。衛星獲取的空間遙感信息可廣泛應用于巴基斯坦的國土資源考察、環境保護和城市規劃等領域（見圖11）。

圖11 巴基斯坦遙感衛星一號衛星模型

改革開放以來，我國氣象衛星事業迅速發展，中國航天科技集團成功抓總研制并發射了風云一號、風云二號、風云三號、風云四號4型17顆氣象衛星（見圖12），使我國成為世界上為數不多的同時擁有太陽同步軌道、地球靜止軌道氣象衛星的國家，新一代氣象衛星已達國際先進水平。風云系列氣象衛星為我國氣象預報、防災減災工作作出了巨大貢獻，也為世界上其他國家，特別是“一帶一路”沿線國家和地區提供服務。

圖12 風云四號衛星模型

讓衛星通信走向“中國創造”

東方紅四號是我國新一代大型通信衛星平臺，性能在同期國際同類通信衛星平臺中位居前列，使中國成為世界上少數幾個能研制大型通信廣播衛星及平臺的國家（見圖13）。

圖13 東方紅四號通信衛星模型和東方紅四號通信衛星平臺

衛星激光通信具有通信容量大、傳輸距離遠、保密性好等優點。2017年中國新一代高軌技術試驗衛星實踐十三號搭載的激光通信終端，成功進行了高軌衛星對地高速激光雙向通信試驗，為后續天地一體化信息網絡的建設奠定了堅實基礎（見圖14）。

圖14 實踐十三號衛星模型

墨子號量子科學實驗衛星在實現高速星地量子密鑰分發的基礎上，與地面光纖量子通信網絡相結合，通過衛星中轉的方式，演示了組建全球范圍的廣域量子通信網絡的能力（見圖15）。

圖15 墨子號量子科學實驗衛星示意圖

科技創新，支持著我們仰望星空

被譽為“中國天眼”的500m口徑球面射電望遠鏡（FAST）是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡，對中國在科學前沿實現重大原始突破、加快創新驅動發展具有重要意義（見圖16）。截至2018年9月，FAST已經觀測到59顆脈沖星，其中44顆得到認證。

圖16 500m口徑球面射電望遠鏡模型

張衡一號電磁監測試驗衛星是中國地震立體觀測體系中第一個天基平臺（見圖17）。衛星成功發射使中國首次實現了低地球軌道對空間電磁場、電離層等離子體、高能粒子的監測，實現了通過空間電磁環境監測開展地震學研究，有助于進一步了解地震孕育發展規律，為空間天氣預警、通信導航環境監測提供重要數據支持，可以顯著提升中國在地球物理場研究領域的國際影響力。

圖17 張衡一號電磁監測試驗衛星示意圖

2015年12月，“悟空”發射升空，這是世界上觀測頻段范圍最寬、能量分辨率最優的高能粒子探測衛星，設計壽命為三年（見圖18）。由于其運行狀況良好，衛星在軌工作時間將會至少延長到五年。前五年，“悟空”都將進行巡天觀測，搜尋暗物質粒子存在的證據，五年之后，“悟空”將有望鎖定重點區域，轉為定向觀測。截至2018年9月，“悟空”已探測到近50億顆高能粒子。

圖18 “悟空”高能粒子探測衛星模型

航天讓生活更美好

以航天粉煤加壓氣化爐（“航天爐”）為代表的應用于能源、環保等領域的航天技術應用產業也以模型等形式展示。依托航天液體火箭發動機和控制技術研發出的煤炭氣化技術，實現了煤炭向潔凈環保氣體的轉化（見圖19）。

圖19 航天爐模型

除了模型之外，展覽上還以圖片形式展出了與航天相關的場景。全國衛星導航定位基準服務系統于2017年5月啟用，能夠兼容北斗、GPS等衛星導航系統信號，可提供更加精準、快速的導航定位服務。精度提高以后，導航定位的應用領域大大擴展。在交通運輸、國土、水利各個領域對高精度的導航定位服務都有著迫切的需求。圖中展示了利用衛星導航定位基準服務開展電力設施巡檢的場景（見圖20）。

2016年，恰逢中國航天事業創建60周年。國務院批復同意自2016年起，將每年4月24日設立為“中國航天日”（見圖21），旨在宣傳中國和平利用外層空間的一貫宗旨，大力弘揚航天精神，科學普及航天知識，激發全民族探索創新熱情，唱響“探索浩瀚宇宙、發展航天事業、建設航天強國”的主旋律，凝聚實現中國夢、航天夢的強大力量。

圖20 利用衛星導航定位基準服務開展電力設施巡檢圖

圖21 中國航天日