空間瞭望智庫

2023 年12 月29 日,由空間瞭望智庫、《國際太空》《中國空間科學技術》《衛星應用》期刊聯合組織的2023 年全球十大航天新聞和中國十大航天新聞評選揭曉。
本次評選邀請了業內知名院士、專家進行廣泛投票。綜合參考院士、專家的投票結果,最終確定了入選的十大新聞。
2023 年,中國空間站運行安全高效、空間探索能力持續提升、商業航天發展勢頭迅猛,中國航天交出亮眼成績單。液氧甲烷火箭全球成功首飛、中國成功發射世界首顆高軌合成孔徑雷達衛星、全球首款衛星通話手機進入大眾生活,以上三條同時入選2023 年全球十大航天新聞和中國十大航天新聞。所有航天十大新聞按事件發生時間排序。
2023 年2 月24 日,俄羅斯以全自動模式發射無人的聯盟 MS-23(Soyuz MS-23)飛船前往“國際空間站”(ISS),代替發生冷卻劑泄漏的聯盟MS-22 飛船將航天員接回地球,包括兩名俄羅斯航天員和一名美國航天員。經過評估,俄羅斯判斷聯盟MS-22 飛船的散熱器無法實現自行冷卻功能(見圖1),同時排除了在軌修理聯盟 MS-22 飛船的可能性,使飛船以無人狀態返回地球。受到本次事件影響,3 位航天員創造了370 天21 小時的“國際空間站”最長飛行紀錄。

圖1 聯盟MS-22 飛船受損圖像
2023 年2 月27 日,美國太空探索技術公司(SpaceX)通過獵鷹-9(Falcon-9)運載火箭成功發射了21 顆“星鏈”(Starlink)二代迷你型衛星,該類衛星是“星鏈”二代(V2.0 系列)全新構型衛星的首次亮相(見圖2),使用多項新技術,容量較一代(V1.x 系列)衛星提升4 倍,標志著“星鏈”系統部署正式進入新階段。截至2023 年12 月25 日,“星鏈”目前共規劃了兩代系統,一代獲批4408 顆,二代獲批7500 顆,累計發射總數已突破5600 顆。2023 年10 月,馬斯克在社交平臺上稱“星鏈”業務已實現現金流轉正;12 月,SpaceX 公司宣布“星鏈”系統訂戶突破230 萬。據業內人士推測,“星鏈”業務未來將成為SpaceX 公司的主要收入來源之一。

圖2 “星鏈”一代V1.5 型衛星與二代迷你型衛星在整流罩內堆疊圖
2023 年4 月14 日,歐洲航天局(ESA)發射全球首個探測木星冰衛星的探測器——“木星冰衛星探索者”(JUICE),將對木星及木星的3 顆冰衛星——木衛二、木衛三和木衛四進行詳盡觀測,揭秘冰衛星的宜居性,探測木星系統的復雜環境,推進人類對外太陽系的探索,尤其是探測器將首次環繞木衛三運行,成為全球首個環繞月球以外的行星衛星運行的航天器。按計劃,探測器將于2031 年7 月飛抵木星,之后將圍繞木星飛行,并在此期間完成這3 顆木星冰衛星的多次飛越,最終于2035 年底撞擊木衛三表面(見圖3)。

圖3 歐洲“木星冰衛星探索者”
2023 年7 月1 日,歐洲航天局成功發射“歐幾里德”(Euclid)可見光到近紅外空間天文望遠鏡(見圖4)。“歐幾里德”是ESA“宇宙愿景2015-2025”(Cosmic Vision 2015-2025)計劃的一項中型任務,計劃工作壽命為6 年,將在日地拉格朗日L2 點軌道運行,觀測100 億光年內的數十億個星系,覆蓋超過三分之一的天空,準確繪制大尺度宇宙三維地圖,探索宇宙暗能量和暗物質的性質,增進人類對宇宙的認知。11 月7 日,ESA 發布“歐幾里德”拍攝的首批5 幅宇宙全彩色圖像,展示其繪制出迄今為止最廣闊的宇宙三維地圖的能力。

圖4 歐洲“歐幾里德”望遠鏡
2023 年7 月12 日,朱雀二號遙二火箭從酒泉衛星發射中心升空(見圖5),發射任務取得圓滿成功,成為世界上首款成功將載荷送入預定軌道的液氧甲烷火箭,也是中國商業航天首款基于自主研制的液體發動機實現成功入軌的運載火箭,填補了中國液氧甲烷火箭的技術空白,意味著中國首款大推力液氧甲烷發動機通過飛行驗證,標志著中國全面掌握液氧甲烷運載火箭關鍵技術。
2023 年8 月13 日,陸地探測四號01 星成功發射。該衛星是中國民用空間基礎設施中的科研衛星,是世界首顆地球同步軌道合成孔徑雷達(SAR)衛星(見圖6)。衛星具備對中國及周邊區域高分辨率、全天候、高重訪、寬覆蓋的觀測能力,可有效滿足災害應急監測需求,同時兼顧國土資源、地震、水利、氣象、海洋、環保、農業、林業等行業應用需求。

圖6 陸地探測四號01 星工作示意圖
2023年8月23日,印度月船-3(Chandrayaan-3)探測器成功在月球南緯69.37°、東經32.35°附近區域著陸,使印度成為繼蘇聯、美國和中國之后,第四個在月球表面成功著陸的國家。月船-3 是印度第三次月球探測任務,在歷經4 年前月船-2 著陸失敗的挫折后,月面著陸終獲成功(見圖7)。著陸后,探測器攜帶的月球車在月面行駛約100m,著陸器進行了“跳躍”試驗,發動機點火,著陸器升離月球表面40cm,然后在距離原著陸位置30~40cm 處著陸。之后月球車和著陸器均進入休眠。11 月,探測器的推進模塊返回地球軌道。

圖7 印度月船-3 任務概念圖
2023 年8 月29 日,中國推出全球首款支持衛星通話的大眾智能手機—華為 Mate 60 Pro,即使在沒有地面網絡信號的情況下,也可以撥打、接聽衛星電話,還可自由編輯短信,選擇多條位置信息生成軌跡地圖。Mate 60 系列的衛星電話功能依托于天通一號衛星系統實現(見圖8)。天通一號衛星系統是中國自主研制的衛星移動通信系統,由空間段、地面段和用戶終端組成,目前已有3 顆衛星在軌運行。

圖8 手機直連衛星概念圖
2023 年10 月13 日,美國成功發射靈神星號(Psyche)小行星探測器,將全球首次詳探金屬小行星——靈神星(Psyche),幫助解答有關太陽系行星的起源和形成等基本問題(見圖9)。據推測,靈神星可能是一顆尚未形成的行星的金屬內核,在形成初期與其他的大型天體相撞而失去了巖石外殼,因此研究靈神星對于研究同樣由鐵、鎳等金屬元素構成的地球內地核具有重要意義。按計劃,探測器將于2029年8 月抵達靈神星,并執行為期26 個月的科學探測活動。

圖9 美國靈神星號探測器
截至2023 年12 月25 日,SpaceX 公司已完成96 次發射,較2022 年增加35 次,占美國年度發射次數的87%,全球發射次數的45%(見圖10)。發射質量累計1175t,較2022 年增加541t,占美國發射總質量的98.6%,全球發射總質量的80%。SpaceX 公司憑借重復使用運載技術,進入空間能力大幅增強,在“星鏈”系統需求推動下,已占據美國發射活動的絕對主導地位,在全球發射市場也已占據“半壁江山”。

圖10 SpaceX 公司近5 年發射次數呈爆發式增長
2023 年1 月13 日,亞太6E 衛星成功發射入軌。該衛星是中國首顆全電推進并實現自主飛行變軌的地球同步軌道通信衛星。衛星配置25 個Ku用戶波束和3 個Ka 信關站波束,通信總容量超過30Gbit/s,有效填補了東南亞地區寬帶通信市場的空白(見圖11)。

圖11 亞太6E 衛星
2023 年2 月23 日,中星26 號衛星成功發射入軌。該星是中國首顆超過100Gbit/s 容量高通量通信衛星,采用自主研發的東方紅四號增強型衛星平臺,是滿足衛星互聯網及通信傳輸要求的新一代高通量通信衛星。隨著中星16 號、中星19 號和中星26 號高通量通信衛星相繼成功發射(見圖12),首張完整覆蓋中國國土全境及“一帶一路”共建國家沿線重點區域的高軌衛星互聯網初步建成。

圖12 中星16 號、19 號、26 號衛星示意圖
2023 年4 月24 日,國家航天局和中國科學院聯合發布了中國首次火星探測火星全球影像圖。本次發布的影像圖為彩色,包括按照制圖標準分別制作的火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖(見圖13)和墨卡托投影加方位投影圖,空間分辨率為76m,將為開展火星探測工程和火星科學研究提供質量更好的基礎底圖。天問一號任務獲取的包括影像圖在內的一批科學探測數據,將為人類深入認知火星作出中國貢獻。

圖13 魯賓遜投影圖
2023 年4 月25 日,在“中國航天日”第一屆深空探測國際會議上,國際月球科研站建設方案公布。國際月球科研站依據“總體規劃、分步實施、邊建邊用”的原則,將按照三個階段分步實施:計劃2028年前建成基本型,開展月球環境探測和資源利用試驗驗證(見圖14);2040 年前建成完善型,開展日地月空間環境探測及科學試驗,并建成鵲橋通導遙綜合星座,服務載人登月和火星、金星等深空探測;之后建設應用型月球科研站。國際月球科研站已得到俄羅斯、白俄羅斯、委內瑞拉、亞太空間合作組織等全球近20 個國家和國際組織的積極響應和參與。
2023 年5 月30 日,神舟十六號載人飛船搭乘長征二號F 遙十六運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射。神舟十六號任務飛行乘組首次包含了3 個航天員類型,指令長景海鵬為航天駕駛員,朱楊柱為航天飛行工程師,桂海潮為載荷專家(見圖15)。這也是中國第三批航天員首次亮相載人飛行任務。2023 年,中國國家太空實驗室已正式運行,并建立起獨具中國特色的近地空間科學與應用體系,空間應用正有序展開、成果頻現。
2023 年11 月,《國際民用航空公約》附件10最新修訂版正式生效,其中包含了北斗衛星導航系統標準和建議措施,這標志著北斗系統正式加入國際民航組織(ICAO)標準,成為全球民航通用的衛星導航系統。北斗系統納入國際民航組織標準,對于推動民航高質量發展和交通強國建設具有重要意義,有利于推進北斗系統在民航領域的市場化、產業化、國際化應用(見圖16)。

圖16 北斗衛星導航系統全球組網圖
2023 年12 月10 日,長征二號丁運載火箭在西昌衛星發射中心點火升空,成功將遙感三十九號衛星送入預定軌道(見圖17)。此次任務是“長征”系列運載火箭第500 次發射。自1970 年長征一號運載火箭發射東方紅一號衛星至今,中國航天用53 年的歷程完成了從0 到500 的突破。其中包括2023 年6月15 日,長征二號丁運載火箭在太原衛星發射中心成功將吉林一號高分06A 星等41 顆衛星準確送入預定軌道,刷新了中國一次發射衛星數量最多的紀錄。“長征”火箭第一個百次發射用了37 年,第二個百次用了7 年,第三個百次用了4 年,第四個百次用了2 年零9 個月,第五個百次僅用了2 年,不斷刷新中國航天新紀錄。

圖17 “長征”系列運載火箭第500 次發射