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一直以來，我們對太空的想像、探索從未停止。
無垠的宇宙是否有盡頭？
地球之外是否有其他文明？
我們從何處來，又將往何處去？
也許，一切答案都藏在那片神秘莫測的星空裡。
為了追尋一個答案，幾代中國航天人從無到有，一次次實現航天的零突破，一點點追平與發達國家航天技術的差距。
從北鬥組網完成到在月球上種棉花，從微信啟動頁的風雲衛星圖到給黑洞拍照，從使用FAST望遠鏡尋找外星人到「天問一號」，再到利用航天技術增強國防力量……
「飛向宇宙，浩瀚無垠！」
01
一提到全球衛星導航系統，我們最先想到的可能是美國的GPS。
目前能夠被稱為「全球系統」的，除了美國的GPS，其實還有中國的北鬥、俄羅斯的GLONASS、歐盟的伽利略系統。
美國的GPS和歐洲的伽利略都是地球中遠軌道衛星，而北鬥是由GEO、IGSO和MEO混合的星座。它既能實現全球覆蓋，同時由於部分衛星定點在中國國土上空，因此能夠為本土提供更高精度、更好性能的服務。
2020年6月23日，北鬥系統第五十五顆導航衛星，暨北鬥三號最後一顆全球組網衛星成功發射，至此北鬥三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。
北鬥三號「收官之星」發射成功，意味著我國北鬥三號系統可以在全球範圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務。
有些人可能會問，既然已經有了美國的GPS，我們為什麼還要建北鬥？
因為GPS是美國的，而衛星導航對國家經濟安全、國防軍事以及國際地位等重大戰略利益都具有重大而廣泛的影響，一旦出現緊急情況或重大利益衝突，很容易受到掣肘，所以我們必須要有自己的全球衛星導航系統。
誰都無法阻止中國北鬥衛星
在太空建立「群聊」
沈苑 | 中科院微小衛星創新研究院導航所副所長
北鬥星航衛星副總指揮
北鬥的建設過程非常漫長。
從1994年形成雛形，到2000年北鬥一號建成使用，開啟了我們俗稱的北鬥三步走的第一步。
第二步我們稱它為北鬥二號。它由14顆衛星組成，有30多個地面站。我們在2012年的12月27號正式宣布向亞太地區提供十米級的定位測速授時等等功能。
第三步是北鬥三號，也就是真正意義上的北鬥全球系統。
這項工作是從2009年開始啟動。2017年的11月5號，我們發射了第一組北鬥三號雙星，1月12號發射的是第二組。2018年還要發射18顆MEO衛星，今年完成全部的三十五顆衛星的發射和部署，具備向全球用戶提供服務的能力。
通過發射三十多顆衛星，我們在空中織成一座叫做北鬥的天空之城。
02
月球車是能夠在月球表面行駛並完成月球探測、考察、收集和分析樣品等複雜任務的專用車輛。
2019年1月3日，玉兔二號月球車與嫦娥四號著陸器實現分離，開始進行月球探測，成為人類歷史上首次成功在月球背面軟著陸的探測器。
玉兔二號月球車
2020年6月12日，已在月球背面工作618天的玉兔二號結束了寒冷且漫長的月夜休眠，受光照自主喚醒，迎來了第22月晝工作期。
在此期間，「玉兔二號」將向兩個撞擊坑開展科學探測，屆時全景相機、紅外成像光譜儀、中性原子探測儀將陸續開機，行駛過程中測月雷達同步開展探測。
目前，我國科研人員根據玉兔二號的探測數據，有三大發現：
月球南極艾特肯盆地馮·卡門撞擊坑下方存在著2100萬億噸的重金屬元素；
著陸區爆發過多次巖漿，說明月球也曾像現在的地球一樣存在著活躍的內部活動，後來不知因何原因停止了；
在隕石坑中發現膠狀物，疑似是由高速流星撞擊月壤產生出的瞬間高溫融化所致。
這些重大發現正在改變我們對月球形成的看法。
月背影像get！
我們成了在月球第一個種棉花的人
劉殿富 | 中國航天科技集團八院研究員
玉兔二號移動分系統主任設計師
2018年12月8號凌晨，嫦娥四號發射時，我在北京飛控中心的電腦前觀看發射。當時微博上有人直播發射情況，在火箭升空進入雲層後宣稱任務成功。
實際上當時我們仍然緊張的盯著電腦屏幕，看著火箭的飛行曲線與預期的完全一致，然後是精確入軌、器箭分離，直到著陸器太陽電池翼展開，這個時候我們知道發射成功了！
從2007年嫦娥一號到現在，目前我國仍有5個月球探測器同時在工作：包括嫦娥二號、嫦娥三號著陸器、鵲橋號中繼星、嫦娥四號著陸器和玉兔二號月球車。在2019年7月，龍江二號微衛星退役前，我們同時有6個月球探測器在軌工作。
嫦娥四號上還搭載有一項由重慶大學牽頭研製的科普載荷——「月面微型生態圈」，搭載了棉花、油菜、土豆、擬南芥、酵母和果蠅六種生物。
這是第一次，在月球上有一棵來自地球的植物發芽了，我們也成為了第一個在月球種棉花種土豆的人。
微博上也有人在說，我們是走到哪種到哪的民族。
03
提到航天，很多人想到的都是衛星電視、火箭、衛星地面接收站、遠望船等等高大上的東西。實際上，航天與我們的日常生活息息相關，比如天氣預報。
我們現在的天體預報可以精準到幾小時幾分鐘，結果也基本上是正確的，這要歸功於我國目前的氣象衛星系統建設。
2016年12月11日，搭載風雲四號衛星的運載火箭
在西昌衛星發射中心點火升空
目前，我國已有7顆風雲衛星在軌道上運行，明年我國還將擇機發射風雲四號B星。
風雲四號B星是風雲四號A星的升級版，增加了一臺快速成像儀，可以更快速對地球進行掃描成像。
同時風雲四號B星入軌以後能提供250米解析度的測量，比風雲四號A星提高了一倍，能提供0.05K的測量靈敏度，比風雲四號A星也提高了一倍，將會進一步提升我國天氣預報的能力。
不止拍雲圖，微信啟動頁的風雲衛星
還有這麼多幕後故事
陳佔勝 | 中國航天科技集團公司八院系列衛星總設計師
有朋友問我：「我們國家的衛星到底到了什麼水平？據說美國是0.1的解析度，看個人，看個車牌都看得清楚，我們國家什麼水平呢？」
外面宣傳我們到了亞米級，亞米級就是誤差小於等於1米，實際上我們目前的水平遠遠比這個高得多，並且不論白天黑夜，不管怎樣的天氣狀況。
軍用技術轉到民用的例子也非常多，尿不溼、數位相機、脫水蔬菜，當然還有奧運火炬，號稱能夠扛住11級的大風，這裡面用到的是火箭發動機的相關技術。
馬上我們還會有空間站的建設，接下來一系列的科學實驗和研究都會進一步伸展下去。近20年來我們國家在航天事業上應該說取得了比較輝煌的成就。
上個五年的時候，我們想搭著俄羅斯的福布斯火箭去一趟火星，最後福布斯掉下來，所以我們決定自己幹，這一步跨得比較大，我們計劃到2020年完成火星落地，取樣返回地球的試驗。
04
對黑洞的研究，能讓我們更好地了解黑洞、引力，甚至於整個宇宙。
2019年4月10日21點整，「事件視界望遠鏡」發布了人類歷史上首張黑洞照片——距離地球5500萬光年的M87黑洞。
這張照片，確認了愛因斯坦廣義相對論中對強引力場的預言是正確的，被《科學》雜誌評為2019年最重要的科學突破。
後來，我國科學院國家天文臺使用郭守敬望遠鏡發現一顆68倍於太陽質量的恆星級黑洞，被稱為理論上「不可能」的黑洞，這一發現或將改寫恆星演化和黑洞形成的理論。
為了看到黑洞，
我們「造」了個地球那麼大的望遠鏡！
左文文 | 中科院上海天文臺團委書記
在我們的銀河系中心，有一個相當於410萬倍太陽質量的黑洞。
400萬個太陽質量的黑洞，勢力範圍就是1200萬千米，光環直徑大概是7000多萬千米。但它距離我們26000光年，相當於是250億億千米。
如果從地球去觀測這個黑洞的話，它的光環大小，大概只有量角器上的一億分之一度那麼大。
這樣的情況下，我們該如何拍到它？
我們有一種技術，叫做VLBI——甚長幹涉測量技術。
假設地球上有四臺望遠鏡，東南西北四個方向，我們共同構成了一個網絡，這時候我們共同構成的這個等效望遠鏡，它的等效口徑，相當於最遠的兩臺望遠鏡之間的距離。
如果能夠在夏威夷這個位置裝個望遠鏡，在南極再裝個望遠鏡，口徑就很接近地球的直徑了。
全世界的科學家一起，在全球六個地點，八個臺站，構成了一個EHT的網絡，也就是事件視界望遠鏡網絡。EHT的「八大金剛」（望遠鏡）當中，位於夏威夷的一臺望遠鏡JCMT是我們中國大陸出錢出力運營的，這是一個非常了不起的貢獻。
05
1月11日，被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）順利通過國家驗收，正式開放運行。
FAST是南仁東等老一輩天文學家於上世紀九十年代提出的設想，利用貴州天然的喀斯特巨型窪地，建設世界最大單口徑射電望遠鏡。
與德國波恩100米望遠鏡相比，FAST的靈敏度提高了約10倍；與美國阿雷西博350米望遠鏡相比，FAST的綜合性能也提高了約10倍。
FAST望遠鏡共有五大科學目標：
巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學，探索宇宙起源和演化；
觀測脈衝星，研究極端狀態下的物質結構與物理規律；
主導國際甚長基線幹涉測量網，並獲得天體超精細結構；
探測星際分子，研究恆星形成與演化、星系核心黑洞以及探索太空生命起源；
搜索星際通訊信號，搜尋地外文明。
FAST將把我國深空測控及通訊能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣行星，為我國未來的載人航天、探月和深空探測計劃提供強有力的技術支持。
FAST發現的快速射電暴，
是外星信號嗎？
張同傑 | 北京師範大學天體物理學教授、博導
地外文明的觀測，就是FAST望遠鏡的五大科學目標之一。
中國天眼FAST之父南仁東先生在最早的一篇綜述文章裡，有一段專門提到了地外文明研究，論述了FAST望遠鏡觀測地外文明的優勢——FAST望遠鏡是全世界靈敏度最高的射電望遠鏡。
2018年，伯克利地外文明研究小組和我們共同在FAST望遠鏡上裝了一個後端設備，我們就開始了觀測。
通過FAST觀測，我們得到了很多候選者，但是窄帶信號裡面哪個是地外文明的信號，需要去甄別，也可能最終得到的結果都不是，這是最有可能的。
06
2020年7月23日，在中國海南島東北海岸的文昌航天發射場，「天問一號」探測器搭乘長徵五號遙四運載火箭順利升空，這是中國進行火星探索的首次嘗試。
「天問一號」載荷超5噸，是迄今世界最大的行星探測器，由環繞器、著陸器和火星車組成，預計2021年2月左右到達火星軌道，與火星「第一次親密接觸」。
中國這次火星探索任務將同時實現對火星的「環繞、著陸、巡視」3個目標，即一次性實現繞、落、巡三大計劃，將對火星表面形貌、土壤特性、物質成分、大氣、電離層、磁場等進行科學探測。
有人會問，我們為什麼要花這麼大的力氣去研製火星探測器，為什麼要去探測火星？我想主要是「至所未至，知所未知」的好奇心使然。
當人們有條件、有能力，也有保障的時候，總是希望去未知的地方看一看。
為了了解火星環境，
我們決定在火星表面「針灸」
何志平 | 中國科學院上海技術物理研究所研究員
天問一號」在環繞器上配置火星礦物光譜分析儀，在火星車上配置火星表面成分探測儀，對火星的物質成分進行探測。
環繞器上這臺儀器的譜段主要在紅外，我們把它叫紅外光譜眼。光譜眼是如何突破難點錘鍊出來的呢？主要是靠自主創新，而且是被「逼出來」的自主創新。
它要用到的一個核心器件叫聲光可調濾光器，這個器件當時國內沒有，我們找到美國的一家機構，希望能夠定製購買。
但是協調下來並未成功，只能靠我們自己做。
整個研製過程很困難，因為我們不知道原材料誰能生產，也沒有設計方法與製備工藝，更沒有支撐製造、檢測的設備條件。
我們首先在國內找到生長晶體的單位合作，解決大口徑、高性能的二氧化碲晶體材料。
後來，又找到一家單位，雖然他們以前沒有做過聲光可調濾光器，但是他們做過聲光原理的器件，具備設計和工藝基礎；
同時，研製專用設備，支撐產品研發中的優化設計，製備工藝確認以及最終產品檢驗所需要的測試能力。通過與國內多家單位的協作，我們最終高質量完成了這個國產化器件的研製。
07
2010年，中國的航天發射次數從這一年開始穩定進入世界前三。
2014年，中國衛星的在軌總數已經暫居全球第二。
2016年，中國的航天發射次數已經跟美國並列第一了。
2018年聖誕前夜，中國航天發射次數首次超越美國。
2020年5月5日，長徵五號B首飛，拉開空間站建設序幕；6月23日，北鬥三號全球衛星導航系統最後一顆組網衛星發射成功，標誌著北鬥三號全球衛星導航系統星座部署提前半年完成；7月23日，我國首次火星探測任務「天問一號」探測器發射升空，開啟火星探測之旅……
天問一號發射
我們為什麼要發展航天事業？
除了浪漫的太空夢，也是現實所迫。
「有文事者必有武備」，想要在國際上得到尊重與平等，必須加強我們的國防力量。
全中國人的身家性命值多少錢，
國防就值多少錢！
李洪波 | 航天科技集團錢學森運載技術實驗室高級研究員
1999年的5月8號，中國駐南斯拉夫大使館被炸，消息傳來的時候，我正在學校武術隊裡跟著教練練刀，當時我的腦子裡就迴響起父親小時候跟我說的那句話，「有文事者必有武備」。
當中國航天專心致志經商盈利的時候，人家不但以莫須有的罪名把你趕走，還朝你扔了一顆炸彈，逼著你去思考國防值多少錢。
國防值多少錢？全中國人的身家性命加在一起值多少錢，國防就值多少錢。
建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢。在唐朝詩人王維筆下，強國是「九天閶闔開宮殿，萬國衣冠拜冕旒」，但是我們想要的強國就是萬國來朝嗎？
其實我們想要的，無非就是你不要動不動就炸一下我們的使館，不要心血來潮就出臺一個報告把我們掃地出門，不要天天嚷嚷著我要加關稅、我要制裁。
中國人想要的強國，就是想在國際上被人平等以待、想要和平共處，我們想要尊嚴。
（本文未經造就授權，禁止轉載。）
編輯 & 版面 | 田曉娜
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