在1月17日中國航天科技集團舉辦的新聞發布會上,北京空間科技信息研究所空間瞭望智庫對外發布了《中國航天科技活動藍皮書(2019年)》(以下簡稱《藍皮書》)。
《藍皮書》中提到,在剛剛過去的2019年,在102箭、492個太空飛行器的世界航天發射版圖中,中國航天以全年發射運載火箭34次的成績再次佔據榜首。而2020年,這一數字將有望突破40次,達到歷史新高。
支撐這40次發射的是一份包括首次火星探測、嫦娥五號月面採樣返回、3型火箭新型號首飛等重大航天任務在內「超級2020」宇航發射計劃,充分展現了中國航天的硬核實力。
長徵五號火箭。(資料圖片)
走,去月球取件「紀念品」
上九天攬月是中華民族由來已久的飛天夢。中國的探月工程目前已經完成了「繞月」和「落月」,2020年,嫦娥五號探測器將實現最後關鍵一步「回」的目標,也就是從月球上取一件「紀念品」帶回地球。
嫦娥五號探測器的探月「路線圖」基本是這樣的:經地月和環月飛行,在月球表面選定的區域著陸,採集月球的樣品,再經過月面起飛、月球軌道交會對接和樣品轉移,月地轉移和再入回收等過程,將月球樣品安全送至地面,供科學家開展相應的探測和研究工作。
據航天科技集團五院嫦娥五號探測器副總設計師彭兢介紹,嫦娥五號探測器將由長徵五號運載火箭在海南文昌航天發射場發射,直接發射至地球到月球的轉移軌道,先後經歷發射入軌、地月轉移、近月制動、環月飛行等共11個飛行階段,最終將月球樣品及密封封裝裝置送至地面實驗室開展相應的分析研究工作。
彭兢介紹,嫦娥五號工程設計方案相對複雜,要在嫦娥三號月面軟著陸基礎上,突破月面表取採樣、鑽取採樣,月球樣品封裝技術,突破月面起飛技術,掌握月球軌道交會對接技術、樣品轉移技術,工程中還要實現多次分離以及高精度軌道測量和控制。
嫦娥五號不僅攻克了超高速返回等月球探測技術難題,而且帶動了一大批地面試驗設施建設,也牽引推動了地面設施仿真設計與建設技術的發展。這些宇航技術、理論模型和地面設施既是中國探月工程的成果,也必將為人類探索太空奠定更加堅實的基礎。
嫦娥五號奔月之路示意圖。(資料圖片)
火星,我們來了
火星,是離地球第二近的行星,被認為是太陽系中最有可能存在地外生命的行星。2020年,中國也將擇機實施首次火星探測任務。目標是通過這次發射任務,實現火星環繞和著陸巡視,開展火星全球性和綜合性探測,並對火星表面的重點地區進行精細巡視勘察。
據航天科技集團五院火星探測器副總設計師賈陽介紹,火星探測器將由「長徵五號」運載火箭發射至地火轉移軌道,與運載火箭分離後,在地面測控支持下,經過軌道機動和中途修正,在近火點實施制動,實現火星捕獲,再進入環火橢圓軌道。
著陸器進入火星大氣後,將通過氣動外形、降落傘、發動機多級減速和著陸緩衝,軟著陸於火星表面。火星車與著陸平臺分離後,會在火星表面開始區域巡視和科學探測。環繞器將為火星車提供中繼通信鏈路,並開展環繞科學探測。
2019年年底,中國航天科技集團在地外天體著陸綜合試驗場成功模擬了著陸器在火星環境下懸停、避障、緩速下降的過程,對其設計正確性進行了綜合驗證,也為火星探測任務的如期實施奠定了堅實的基礎。
火星探測任務實施過程中看點多多,雖然探測器進入、下降、著陸過程只有短短7、8分鐘,但是可謂步步驚心。最為關鍵的是,在火星附近的剎車必須一氣呵成,否則就會飛向更遠的深空。此外,著陸區域是什麼地形?我們的火星車是否會安全行駛?火星車會取得什麼樣的探測數據幫助我們了解這個古老而神秘的星球?面對寒冷的天氣火星車用什麼方法應對?當火星塵暴來臨,火星車將用什麼手段躲避?這些驚心動魄的過程都值得期待。
我國開展首次火星探測任務著陸器懸停避障試驗。(資料圖片)
驚豔!新一代載人飛船
2020年,利用長徵五號B運載火箭首飛任務,我國新一代載人飛船也將驚豔亮相。
中國航天科技集團所屬中國空間技術研究院載人飛船系統副總設計師馬曉兵表示,新一代載人飛船是面向中國載人航天未來發展需求而論證的新一代載人天地往返運輸飛行器,飛船採用返回艙與服務艙兩艙構型。新一代載人飛船能適應載人和載貨等多種任務,滿足中國近地空間站運營任務,是高安全、可重複使用的載人天地往返運輸飛行器。
新一代載人飛船攻克了新型防熱材料、雙層返回艙結構、群傘減速、無毒發動機等一系列新技術。按照模塊化的設計思路,採用統一的返回艙,通過配置不同的服務艙模塊,提高了載人和貨物天地運輸的能力。
據悉,新一代載人飛船的試驗船將於今年由長徵五號B運載火箭在海南文昌發射場擇機發射入軌,預計在軌飛行共3天。飛行試驗將驗證高速再入返回防熱、控制和群傘回收等關鍵技術,獲取重要飛行參數,為科學研究和技術改進積累重要飛行數據。
給力!新一代運載火箭
運載火箭的能力有多大,中國航天的舞臺就有多大。每一次精彩紛呈的空間任務都離不開運載火箭的有力託舉。據中國航天科技集團宇航部部長尚志介紹,長徵五號B、長徵七號甲、長徵八號三型新一代運載火箭都將在2020年實現首飛。
長徵五號B是我國現有低軌運載能力最大的運載火箭,其首飛將開啟我國載人航天空間站任務階段的序幕;長徵七號甲作為我國第一型新一代中型高軌火箭,對高軌衛星發射戰略布局具有重要意義;長徵八號首飛將填補我國太陽同步軌道運載能力的重要空白,成為宇航發射和商業航天市場的主力軍。
尚志介紹,長徵五號運載火箭的每一次發射都牽動著國人的心,去年長五遙三火箭的發射成功,為我國後續工程任務打下了堅實基礎。今年,長徵五號系列運載火箭共安排了3次發射,分別發射新一代載人飛船試驗船、火星探測器和嫦娥五號探測器。可以說,2020年平均每隔十天就會上演一部精彩的太空科幻大片,讓我們拭目以待!