在第五個中國航天日到來之際,國際空間站俄羅斯航天員乘組為我們帶來了問候與祝福,航天員阿納託利·伊瓦尼申說道,
航天代表著科技進步的高峰,任何一個國家在航天事業上取得成功,都會讓其國民感到無比自豪,都會讓國際夥伴讚歎不已,近50年來,中華人民共和國在航天領域的成就,實在值得被認可和尊重。三年多前當神舟十一號載人飛船與天宮二號空間組合體在軌運行時,還是這位俄羅斯航天員阿納託利·伊瓦尼申感嘆道,我們不再孤單。
神十一與天宮組合體實施了長達31天的航天員中期在軌駐留任務,它們就相當於是一座小型空間站,與國際空間站在同一片宇宙中運行,這是人類載人航天事業的新里程碑,同時也是中國載人航天事業迄今為止取得的最高成就。
嫦娥探月是中國航天五十年來實施的另外一個戰略級工程,工程啟動十四年來連續發射了五艘月球任務探測器,其中嫦娥四號基於機器視覺系統以及鵲橋衛星中繼通信測控,不僅代表人類首登月球背面,更是突破了複雜月面地形登陸技術,為全月球到達工程能力的突破奠定了堅實基礎。
如今載人航天工程與以嫦娥探月為代表的深空探測工程都已經駛入深水區,天宮空間站天和號核心艙已經準備就緒,按照計劃明年它將隨長征五號乙遙二火箭發射升空,爾後在兩到三年內完成整個空間站在軌建造任務。
嫦娥探月後續又安排了嫦娥六號、七號、八號三次大規模無人探月任務,將持續驗證全月面到達能力,以及月球坑探測、月球極區探測、月壤3D打印等新技術。
與此同時載人月球工程也已經啟動,服務登月任務發射質量21.6噸的新一代載人飛船試驗船也已經問世。以十年為期月球上將出現中國人的足跡,而且月面還將出現由我國主導多國聯合參與建設的月面科研站。嫦娥八號就將驗證月面建站技術,屆時我們的月面科研站將是人機協同探測模式。
站在新時代新起點上的中國航天值此第五個航天日到來之際又宣佈了一項更為宏大的深空探測工程,我們的下一個天體目標就是距離地球最遠4億公里的火星。
四年多前服務火星任務的飛船項目正式立項,三年前國防科工局探月與航天工程中心面向全球發佈我國首個自主火星探測工程命名和圖形標識徵集需求,當時的參賽作品大多以火星為主,這本無可厚非,但是大家誰都沒有想到我們的戰略雄心遠遠不止於火星,用《大話西遊》裡的一句話來說就是“我猜中了前頭可是我猜不著這結局”。
4月24日,國家航天局正式發佈我國行星探測任務名稱“天問”與圖形標識,“天問”是此前公開徵集名稱中得票數據最高名稱,來源於兩千多年前楚國詩人屈原的長詩,表達了中華民族對真理追求的堅韌與執著,體現了自然和宇宙空間探索的文化傳承,寓意探求科學真理征途漫漫,追求科技不斷創新永無止境。
圖形標識則將天問名稱進一步昇華,它將不再拘泥於火星,而是著眼整個太陽系探測的整體概念,攬星九天圖形標識以太陽系八大行星運行軌跡為創作基點,寓意宇宙的五彩繽紛,呈現科學發現的豐富多彩。開放的橢圓軌道整體向上傾斜,呈現C形字樣,可謂是一箭三雕:代表中國航天China,代表國際合作精神Cooperation,同時也代表深空探測進入太空的能力C3。
基於上述概念,我國首次自主火星探測工程定名為“天問一號”,天問系列深空探測工程也由此成為與載人航天工程、嫦娥探月工程齊名的三大空間工程之一。
隨著天問一號任務的正式發佈,火星飛船也進一步披露了“真身”,軌道器、進入器、火星車相繼亮相,實際上早在去年就有天問一號火星飛船進行熱真空測試的高清照片流出,此次公開的“真身”可進一步加深對飛船結構的認識。
天問一號旨在通過一次發射實現對火星的“繞、落、巡”探測,一次發射即可跨越美國半世紀探火歷程,由軌道器與進入器兩大部分組成,今年7月23日為該飛船首個發射窗口,屆時它將搭乘長征五號遙四運載火箭發射升空。
飛船進入地火轉移軌道後由軌道器3000N發動機提供變軌動力,軌道器一側配置有大口徑數據天線,在地火轉移軌道段負責飛船的天地數據傳輸。
進入繞火軌道後進入器與軌道器分離,包裹火星車的進入器開始再入火星大氣層,整個過程耗時9分鐘,期間將經歷再入段配平翼配平,進入器調整再入火星大氣射入角,爾後是氣動減速、降落傘減速、動力減速、緩衝著陸,一連串動作目的是讓飛船從一萬多公里時速降為零,從而實現火星表面軟著陸。
在7500N變推力YF-36發動機助力下火星車緩緩著陸,緊接著就是地火通信,此時運行在火星軌道上的軌道器將發揮中繼星作用,火星車上傳數據信號由軌道器接收,爾後通過軌道器大口徑天線回傳地球,再由地球上的大口徑深空測控天線接收數據。發送指令信號時再以相同路徑接力回傳火星車,進而構建完整的地火通信數據鏈路,實現指令的上傳下達。
火星車採用主動懸架,6輪驅動,為適應火星光照條件以及更大體積的車體,供應電力的太陽能電池翼面積更大,對比玉兔二號增加了兩片太陽能電池翼,同時電池翼可隨太陽角度調整,在火星冬季有著更強的任務適應性。
火星車搭載有導航地形相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、多光譜相機、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀六大載荷,可視為一座移動的科研站,它將就巡視區形貌、土壤結構、水冰、表面元素、礦物、岩石類型、大氣物理特徵、表面環境等課題展開科學探測。
運行在火星上空的軌道器除了承擔中繼星職責,自身還攜帶有中分辨率相機、具有世界領先水平的火星高分辨率相機、次表層探測雷達、礦物光譜分析儀、磁強計、離子與中性粒子分析儀六大載荷,旨在對火星全球地形地貌特徵及變化、火星表面及地下水冰、火星土壤類型分佈及結構、火星大氣、行星際空間環境等課題進行深度探測,從而與火星車構成天地一體探測網絡 。
“天問”既然是著眼整個太陽系探測任務的整體名稱,有了天問一號自然也會有二號、三號、四號……,2022年我國將發射一艘壽命長達十年的小行星與彗星探測器,它將極有可能被命名為天問二號。
在完成火星繞落巡任務之後,下一步我們還將於2028年實施火星採樣任務,該飛船可以被命名為天問三號,緊隨其後還有木星、天王星,以及太陽系邊際探測飛船,天問系列飛船將成為一個龐大的太陽系探測家族。
在天問一號命名宣傳視頻中嫦娥五號月球採樣飛船的登月器與上升器也再次亮相,今年這艘人類登月技術集大成者將再次踏上38萬公里的太空遠征,這將是人類自阿波羅登月工程以來又一次月球探測高潮,只不過這一次主角不是大洋彼岸而是我們。
探索浩瀚太空永無止境,值此航天日到來之際,文昌國際航天城管理局籌備工作組首次發佈文昌國際航天城宣傳片,其中明確提出文昌發射場正在“重點發展載人月球探測”能力 。
目前新一代載人飛船試驗船正在文昌發射場進行發射前準備工作,下一步921新一代載人重型火箭也將在這裡升空,顯而易見載人登月工程已經在路上。
在一年之內連續向兩顆地外星球發起挑戰,同時還在推進天宮空間站、載人登月等一系列重大航天工程,此時我們更能體會為什麼說現在的中國比以往任何時候都無限接近偉大復興夢想,這些鐫刻在太空的中國故事將是見證偉大復興征程的強力註腳。