2021中國航天:發射再創新高 大國重器耀目

文/楊詩瑞

▲ “天問一號”著陸火星效果圖

▲ 世界最大推力整體式固體火箭發動機試車成功

▲ 長征七號運載火箭成功托舉天舟三號貨運飛船升空

2021 年，中國航天勇攀科技高峰，服務國家發展大局，取得一系列標志性工程突破、里程碑式科技創新，長征火箭完成第400 次發射任務，載人航天空間站工程進入關鍵實施階段，“天問一號”實現我國首次火星“繞、落、巡”探測，“羲和號”開啟“探日時代”，以優異成績獻禮建黨百年。

2021 年也是“十四五”開局之年，站在新的歷史起點上，中國航天團結協作、厚積薄發，夯實建設航天強國根基，一步一個腳印開啟星際探測新征程，向世界展示了強大的中國精神、中國力量和中國風采。

航天運輸系統

2021 年1 月20 日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功將天通一號03 星發射升空，航天發射迎來開門紅；12 月10 日，長征四號乙運載火箭成功將實踐六號05 組衛星送入太空，長征火箭完成第四個100 次發射。2021 年，中國航天發射50 多次，發射次數、發射載荷數量和質量再創新紀錄，發射次數繼續穩居全球第一，中國速度和中國力量舉世矚目。

王牌火箭持續建功，新一代運載火箭逐漸擔當主力。長二丙、長三乙、長四乙、長四丙等王牌火箭完成30 余次航天發射，繼續擔當重任。長征五號乙、長征六號、長征七號等新一代長征運載火箭系列完成10 余次發射任務，我國進入空間能力進一步提升。

重復使用運載器首飛取得圓滿成功。亞軌道重復使用演示驗證項目運載器在酒泉點火起飛，按照設定程序順利完成飛行，平穩水平著陸于阿拉善右旗機場，取得圓滿成功。首飛試驗為我國重復使用天地往返航天運輸技術發展奠定了堅實基礎，向實現領域創新發展和自主可控邁出堅實步伐。

先進發動機技術取得重要突破。

我國自主研發的推力最大固體火箭發動機試車成功，該發動機為目前世界上推力最大、可工程化應用的整體式固體火箭發動機，直徑3.5 米，推力500 噸，采用高性能纖維復合材料殼體、高裝填整體澆注成型燃燒室、超大尺寸噴管等多項先進技術，綜合性能世界領先。我國新型運載火箭一級液氧箱靜力件貯箱成功合零，貯箱總長21 米，直徑3.8 米，是國內最大整體成形箱底，標志著新型運載火箭結構研制完成里程碑式節點。

火箭發射保障能力不斷提高。長二丙火箭在7 月19 日發射任務中搭載整流罩傘控系統，首次采取高空開傘方案，進一步驗證整流罩落區控制技術；在8 月24 日發射任務中首次采用直徑4.2 米整流罩，提供更大衛星承載空間，首次使用中心承力筒，減小衛星分離風險。長六火箭提供商業“拼車”發射服務，成功將3 顆民用衛星和6 顆商業衛星送入軌道。長三乙火箭成功開展基于300 平方米可控翼傘的助推器落區控制飛行搭載驗證，為火箭子級可控回收。長七遙四火箭在9 月20 日發射任務中全程使用天基測控方式，首次實現無測量船參與測控。

載人航天

載人航天空間站工程是我國航天領域規模最大、技術難度最高的國家重大工程，也是2021 年中國航天的重中之重。2021 年，中國載人航天工程完成5 次發射任務，中國空間站在軌組建，神舟十二號載人飛行任務圓滿完成、十三號任務順利推進，中國航天開啟了空間站建設新時代。

拉開中國空間站建設大幕。4 月29 日，天和核心艙由長征五號B 運載火箭送入預定軌道，標志著中國空間站在軌組裝建造全面展開，為后續關鍵技術驗證和空間站組裝建造順利實施奠定了堅實基礎。中國是世界上第三個獨立建造空間站的國家，2021 年我國圓滿完成天和核心艙，以及天舟二號、神舟十二號、天舟三號和神舟十三號飛船5 次發射任務。目前，核心艙、2 艘貨運飛船、1 艘載人飛船4個飛行器空間站組合體在軌穩定運行，功能性能正常，設備狀態良好。

▲ 神舟十二號飛船發射

載人飛行任務改變太空格局，中國航天員不斷刷新紀錄。神舟十二號和十三號載人飛船發射成功，中國航天員不斷刷新在中國空間站3 個月和6 個月長期駐留的紀錄，3 次出艙活動取得圓滿成功，打破了過去幾十年來由美俄主導的人類在太空長期存在的太空格局。聶海勝三入太空，成為首位在軌100 天的中國航天員，王亞平成為進駐中國空間站的首位女性和我國首位出艙的女航天員。

開展空間站關鍵技術驗證。天宮空間站建造分為空間站關鍵技術驗證和空間站建造兩個階段，神舟十二號任務是空間站關鍵技術驗證階段第四次任務，進一步驗證了我國載人天地運輸系統的功能和性能，全面驗證航天員長期駐留保障技術，在軌驗證航天員借助機械臂完成出艙活動及艙外操作的能力，并首次檢驗東風著陸場的搜索回收能力。

神舟十三號任務是空間站關鍵技術驗證階段的收官之戰，更加全面地考核工程各系統執行空間站任務的功能性能，以及系統間的匹配性與協調性。神舟十三號任務開展了機械臂輔助艙段轉位、手控遙操作等空間站組裝建造關鍵技術試驗，進一步驗證了航天員在軌駐留6 個月的健康、生活和工作保障技術，開展了航天醫學、微重力物理領域等科學技術試驗與應用，組織了多樣化科普教育活動。

飛行任務刷新技術新高度。“神舟十二號”用時6.5 小時，首次實現載人飛船與空間站自主快速交會對接，航天員首次借助機械臂進行太空行走，首次驗證了再生生保系統，進行航天員自身健康管理，首次具備從不同高度軌道返回著陸場的能力。“神舟十三號”首次實現與空間站的徑向交會對接，首次具備天地結合多重保證的應急救援能力。

深空探測

深空探測持續取得新突破，邁出我國星際探測征程的新步伐。“天問一號”實現從地月系到行星際的跨越，在火星上首次留下中國人的印跡；嫦娥五號軌道器啟動拓展任務；“羲和號”成為我國首個太陽探測衛星。從月球到火星再到太陽，中國探索宇宙的邊界不斷拓展。

“天問一號”成功實施“繞落巡”。

2 月10 日，天問一號探測器成功實施火星捕獲，第一步“環繞火星”目標順利達成；5 月15 日，天問一號著陸巡視器與環繞器分離，在火星北半球烏托邦平原上軟著陸成功，我國首次實現地外行星著陸，成為世界上第二個著陸火星的國家；5 月22 日，祝融號火星車安全駛離著陸平臺，到達火星表面，開始巡視探測，我國火星環繞、著陸與巡視探測任務目標全部達成。

▲ 天問一號探測器拍攝的高清火星影像圖

“天問一號”環繞探測著眼于開展火星全球性、整體性和綜合性的詳查探測，建立火星總體性和全局性的科學認知。巡視探測專注于火星表面重點地區的高精度、高分辨的精細探測和就位分析。通過環繞器與巡視器的獨立探測和天地協同探測，我國實現對火星的表面形貌、土壤特性、物質成分、水冰、大氣電離層、磁場等的科學探測，取得一批重要的探測數據。

“嫦娥四號”“嫦娥五號”持續工作，不斷取得新的重要成果。“嫦娥四號”“鵲橋”中繼星在軌穩定運行超過3 年，為著陸器和巡視器提供穩定可靠的中繼通信支持。9 月30 日，玉兔二號月球車完成喚醒設置，進入第35 個月晝和第1000 個工作日，創造了月背工作新紀錄。根據“嫦娥四號”和“玉兔二號”提供的探測數據，科學家們不斷深入探索月球背面的各類科學問題。

▲ 航天員出艙

完成采樣返回任務后，嫦娥五號軌道器于3 月15 日進入“日地拉格朗日L1 點”軌道，成為我國首顆進入日地L1 點探測軌道的航天器，開展第一階段拓展任務，驗證從地球軌道前往和環繞日地L1 點的軌控技術，探測日地L1 點的輻射、光照等空間環境參數，并進行相關通信測試，為后續空間任務打下良好基礎。

“羲和號”開啟中國“探日時代”。

10月14日，我國首顆太陽探測衛星“羲和號”在太原衛星發射中心發射升空，運行于距地球517 千米的太陽同步軌道，標志我國正式進入“探日時代”。“羲和號”全稱為太陽Hα 光譜探測與雙超平臺科學技術試驗衛星，實現國際首次太陽Hα 波段光譜成像探測，并首次提出天文光譜測速導航新方法和新技術，推動了我國空間技術與空間科學協同創新發展。此外，“羲和號”標志我國自主研發的超高指向精度、超高穩定度“雙超”衛星結構平臺順利進入應用階段，推動我國高精度衛星平臺技術跨越性發展。

▲ “祝融號”行駛路線圖

▲ 嫦娥五號軌道器成功進入“日地拉格朗日L1點”軌道

▲ 羲和號衛星

應用衛星

通信、遙感、科學實驗等衛星系統更新換代、補充完善，逐漸建成技術先進、全球覆蓋、高效運行的國家民用空間基礎設施體系，滿足國家經濟建設和科技發展需要，服務社會生產生活。

加快布局衛星通信。天通一號03星發射升空，與地面移動通信系統共同構成天地一體化移動通信網絡，為中國與周邊及廣大海域用戶提供全天候、全天時移動通信服務。天鏈一號05 星發射升空，我國第一代數據中繼系列衛星圓滿收官，建成世界上第二個具有全球覆蓋能力的中繼衛星通信系統，為航天器用戶和相關平臺等其他用戶提供數據中繼、測控信息傳輸和測定軌服務。

“中星2E”“中星9B”發射升空，向全國提供廣播電視及寬帶多媒體等傳輸業務。通信技術試驗衛星六號、七號衛星先后發射，用于衛星通信、廣播電視、數據傳輸等業務和相關技術試驗驗證。我國寬帶互聯網衛星計劃“星網”首批試驗衛星融合試驗衛星01/02 星入軌，開啟國家新一代空間基礎設施建設歷程。

綜合對地觀測體系持續完善。遙感三十號、三十一號和三十二號系列多組衛星發射升空，采用多星組網模式，主要開展電磁環境探測及相關技術試驗。遙感三十四號光學遙感衛星、我國首顆民用亞米級光學傳輸型立體測繪衛星高分十二號02 星、天繪二號02 組衛星發射升空，主要用于國土普查、城市規劃、土地確權、路網設計、農作物估產和防災減災等領域。

微波遙感衛星高分三號02 星發射升空，實現我國合成孔徑雷達衛星數據從示范應用到業務化應用的過渡，滿足海洋、應急管理、國土、地質、農業、氣象等多個行業應用需求。高光譜觀測衛星高分五號02 星發射升空，全面提升我國大氣、水體、陸地的高光譜觀測能力，滿足我國在環境綜合監測等方面的迫切需求。

氣象、海洋衛星升級換代。海洋二號D 衛星發射升空，與在軌運行的海洋二號B 和C 三星組網，構建起我國首個海洋動力環境衛星星座，形成全天候、全天時、高頻次全球大中尺度的海洋動力環境監測體系，為我國預警預報海洋災害、可持續開發和利用海洋資源、有效應對全球氣候變化等提供精準的海洋動力環境信息。風云四號B 星發射升空，與風云四號A星共同實現我國新一代靜止軌道衛星雙星組網業務運行。風云三號E 發射升空，為全球提供全天時、全天候、三維、全譜段、高精度、定量化的氣象探測信息，主要用于氣象預報、氣候預測、環境監測和防災減災等領域。

空間環境和科學技術試驗衛星快速發展。我國發射多顆衛星，涵蓋空間環境監測、科學和技術試驗等方面。“試驗九號”和試驗六號03 星開展空間環境監測等新技術在軌驗證試驗，“試驗十一號”用于國土普查、城市規劃、農作物估產和防災減災等領域，“實踐二十一號”用于空間碎片減緩技術試驗驗證，廣目地球衛星開展了高層大氣、地球輻射源帶、地球磁層、宇宙線、太陽輻射源等空間自然環境的科學探測和科學研究，太空試驗1 號天健衛星主要用于開展基于故障注入的衛星智能健康管理新技術試驗驗證。

商業航天

商業航天快速發展，運載火箭、低軌互聯網星座、商業遙感等領域迅速推進，商業模式創新發展，產業體系初具規模，成為國家航天力量的有力補充。

商業發射能力持續發展。零壹空間公司OS-X6B 新型智能亞軌道火箭發射成功，完成多項關鍵技術驗證，該型火箭為航空航天技術驗證用飛行試驗平臺，已完成2 次商業服務。星河動力公司研制的谷神星一號遙二火箭在酒泉發射升空，將搭載的5 顆小衛星順利送入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。陜西華羿鴻達科技發展有限公司研制的“華羿一號”亞軌道火箭成功發射“靈巧號”和“火種一號”空間實驗載荷。

運載火箭技術取得新突破。九州云箭公司“龍云”80 噸級液氧甲烷發動機完成多次啟動熱試車考核，向可回收及重復使用邁出堅實步伐。星際榮耀公司雙曲線二號驗證型火箭完成一級主動段及返回段飛行控制系統與發動機聯合試車。中科宇航動力公司的“玄鳶一號”20 噸級液氧煤油火箭發動機全系統試車圓滿成功。

商業衛星制造迅速發展。浙江臺州星空智聯衛星工廠首臺套產品正式下線，吉利商業衛星步入批量化生產階段。該公司采取柔性化生產方式，可以靈活滿足通信、導航、遙感衛星等不同型號規格的衛星總裝、集成與測試，未來將具備年產衛星500 顆的生產能力。

▲“仰望一號”拍攝太空中幽靈

商業衛星服務領域不斷拓展。仰望一號衛星發射升空，是國內首個光學波段的商業天文衛星，搭載可見光、紫外大視場天文望遠鏡載荷。低軌衛星物聯網星座“天啟星座”加速部署，初步形成天地一體綜合信息服務能力。北京三號、吉林一號等商業遙感衛星發射升空，進一步提升地面影像獲取的質量、分辨率和定位精度，為國土資源、礦產開發、智慧城市建設等行業提供遙感服務。

商業航天測控業務建設取得里程碑突破。寰宇衛星測控與數據應用有限公司成功完成10 月14 日實踐二十一號衛星發射測控任務，商業衛星測控業務得到實踐檢驗。該公司歷時3 年在新疆喀什、黑龍江雞西、海南東方部署6 套S/X/Ka 頻段大口徑天線設備，能夠為衛星提供早期軌道段、在軌測試階段和長期測控管理服務。

2022 年，中國航天將開啟更高質量、更高效率、更高效益的發展新征程，實現多個領域并跑、領跑的跨越式發展。長征火箭向第五個100 次發射邁進；中國載人航天工程全面轉入空間站建造階段，將實施6 次飛行任務，完成空間站三艙組合體建造；“夸父”天基太陽天文臺將要升空，繼續拓展太陽探測；應用衛星繼續加快布局，構建覆蓋全球、天地一體的信息網絡，服務社會經濟發展。中國航天將以創新實干推動事業發展，不斷創造更加美好的未來，為人類和平利用太空作出新的更大貢獻。

▲ 寰宇衛星測控站