小行星探测今年立项!两次行星加速连飞十年,太空流浪梦想成真

“落月嫦娥,火星在望,推进航天筑梦忙。”,这是长征五号遥三运载火箭发射成功之际文昌航天发射场电子屏上展示的标语之一。

小行星探测今年立项!两次行星加速连飞十年,太空流浪梦想成真

推进航天筑梦忙

中国航天的确很忙,就在今天北斗三号全球卫星导航系统第54颗组网卫星由长征三号乙运载火箭成功发射升空,它也是北斗系统倒数第二颗卫星,待5月发射最后一颗静止轨道组网卫星后,北斗全球组网任务就将彻底完工。

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长征三号乙发射第54颗北斗组网卫星

据统计,今年我们将以40余次航天发射战绩再次蝉联全球发射榜冠军(三连冠),而且其中有很多重磅项目:

下个月长征五号乙遥一运载火箭将发射2025年后用于载人登月使用的新一代载人飞船试验船;

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新一代载人飞船试验船下个月发射

7月,由空间技术研究院抓总研制的人类最大规模(5吨级)火星探测器“火星一号”将在文昌航天发射场由长征五号发射升空;

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火星一号飞船今年7月发射

10月底,代表人类最先进登月技术的嫦娥五号月球采样飞船也将在文昌航天发射场发射升空。

这意味着

今年我们将同时对两颗地外星球进行探测,纵观人类航天史这也是绝无仅有的纪录,然而这还没有完……

被授予“人民科学家”荣誉称号的叶培建院士被誉为嫦娥探月之父,他去年给自己定了一个小目标,在75岁之前要把嫦娥五号、火星一号探测器,与小行星探测工程立项工作做好,75岁之后看发展情况再定指标。

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叶培建院士

2021年1月29日就是叶培建院士的75岁生日,也就是说今年将是小行星探测工程的立项年。

根据我国航天工程推进流程来看,立项并不是项目的起点,而是向深水区推进的重大节点,实际上在立项之前各项研制工作就已经展开。

比如,下个月将要发射的接下来用于载人登月任务的新一代载人飞船试验船就是一艘21.6吨完整构型飞船,实际工程产品已经出炉且都要执行在轨任务发射了,但是该型飞船还没有立项,这也就是为什么说立项不是工程起点的原因。

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新飞船是21.6吨完整构型飞船

小行星探测工程早在去年4月就向国际社会发布了66.3公斤的合作机遇公告,进一步证明小行星探测器研制工作早已启动,否则不会给出如此精确的合作搭载数据。

提到小行星探测就不得不提到嫦娥二号绕月卫星,该探测器发射时间距今已有将近10年,目前它已经成为环绕太阳运行的人造小行星。

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嫦娥二号依托东方红三号卫星平台研制

名为绕月卫星的嫦娥二号实则完成了一系列重大空间探索任务,首先是对月球进行环绕探测,为嫦娥三号首次落月任务进行高分辨率成像探测,尔后降轨至距离月面仅15公里区域验证嫦娥五号月面上升测控技术。

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嫦娥二号为嫦娥三号勘察落月区

在完成绕月任务后嫦娥二号又从月球轨道出发前往距离地球约150万公里的日地拉格朗日L2点附近,验证这条特殊轨道的绕飞控制技术,为后续在此部署太阳探测器打基础。

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嫦娥二号飞抵日地拉格朗日L2点

完成验证任务后嫦娥二号继续向深空挺进,这一次它的目标更具挑战性,要与距离地球约700万公里的图塔蒂斯小行星实施近距离飞越探测。

就在小行星飞越任务实施的关键阶段大洋彼岸NASA关闭了图塔蒂斯小行星的轨道数据,为此我国首次综合利用光学天文望远镜对图塔蒂斯小行星运行轨道进行精确定位,为嫦娥二号以3.2公里超近距离飞越图塔蒂斯小行星保驾护航。

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嫦娥二号飞越图塔蒂斯小行星

最终,嫦娥二号使用太阳翼监视相机成功连续稳定拍摄了图塔蒂斯小行星的成像照片,由此我国正式成为全球第四个实施小行星探测任务的国家。

然而嫦娥二号的使命仍然没有结束,接下来它又连续突破1000万公里、2000万公里、5000万公里、6100万公里,并最终突破1亿公里飞行距离,成功验证了深空测控技术,为今年实施火星一号飞船任务奠定了技术基础。如果不是当年深空测控网没有完全建成,科学家甚至计划让嫦娥二号飞向火星

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我们已经建成世界一流深空测控网

站在新起点上,我们已经不再满足于小行星飞越探测,现如今正在推进的小行星探测工程是一个为期十年的“太空流浪之旅”。

2022年5月,长征三号乙运载火箭将承担小行星探测器发射任务,该探测器由三大部分组成,分别是推进舱、返回舱、附着机械臂。

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长征三号乙运载火箭

进入太空后探测器将用一年时间飞抵距离地球约3000万公里编号为2016HO3的小行星进行环绕探测,环绕探测时间为期一年,在这期间探测器将使用附着机械臂择机着陆小行星获取样本。

2024年5月,探测器将从小行星绕飞轨道出发折返地球,经过半年时间转移飞行后,携带小行星样本的返回舱分离,以接近第二宇宙速度(约33马赫)再入地球大气层,由地面人员回收样本

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接近第二宇宙速度再入大气层(约33马赫)

仍在太空飞行的另外一半小行星探测器并没有留恋地球故乡的美景,而是借助地球引力弹弓效应加速飞向火星。

2025年12月抵达火星后探测器将再次借助火星引力弹弓效应进行二次加速,此次目标是处于火星与木星之间的小行星带。

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小行星探测器伸出附着机械臂

在经过6年飞行之后探测器最终抵达主带彗星133P,此时已是2031年11月,探测器将对彗星113P进行为期半年的绕飞探测,而这里也将是它的最终归宿。

整个飞行计划前后历时长达十年,是真正的太空流浪之旅。通过一次发射连续实现“小行星采样返回”与“彗星环绕探测”两大工程目标,期间将经历10个重大飞行阶段,对航天器任务寿命、轨道控制、暗弱目标定位都提出了极为严苛的要求。

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为期十年的太空流浪之旅

小行星探测器十年太空流浪之旅是我国航天大踏步征战宇宙的一个缩影,在这十年间还会有很多大事发生。

譬如,2023年对月球实施天地立体探测的嫦娥七号、2024年实施月球极区采样返回任务的嫦娥六号、同年天宫空间站将完成在轨建造进入常态运营阶段、2026年验证月壤3D打印技术的嫦娥八号、2028年实施火星采样返回任务的火星二号,2030年前我们还将实施载人登月任务,同时初步构建以嫦娥六七八号为主体的月面科研站。

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嫦娥六号将实施月球极区采样返回任务

放眼世界能同步且连续实施上述任务的玩家即便是大洋彼岸的NASA也不敢打包票,而我们已经开始行动:天宫空间站核心舱已经准备就绪,明年年初发射;嫦娥六号国际搭载合作机遇已经发布,研制任务已经启动;服务载人登月任务的新一代载人飞船试验船已经与大众见面,下个月就要发射。可以说,各项任务已经按部就班有序展开。

能实施如此宏大的宇宙计划得益于日渐做大的经济蛋糕,同时一系列空间探测任务的实施也必将带动加速经济结构转型升级,就像昔日阿波罗载人登月一样。

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天宫空间站核心舱

更让人激动的是,我们的下一代不必再羡慕杂志封面上那些炫酷的外国空间站、大火箭,我们将有属于自己的空间站,属于自己的重型火箭,属于自己的深空探索工程,如此一来世界将聆听属于中国的宇宙故事。


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