2025年4月24日,神舟二十號(hào)載人飛船發(fā)射成功!
4月24日,搭載神舟二十號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙二十運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空
(圖片來(lái)源:新華社)
2025年對(duì)中國(guó)航天而言是不平凡的一年。一方面,中國(guó)已開(kāi)始實(shí)施空間站的常態(tài)化運(yùn)營(yíng),進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段;另一方面,今年中國(guó)航天還將在行星探測(cè)工程領(lǐng)域繼續(xù)推進(jìn),發(fā)射天問(wèn)二號(hào)探測(cè)器,對(duì)近地小行星實(shí)施樣本采集并返回,同時(shí)對(duì)主帶彗星實(shí)施伴飛探測(cè)?!疤靻?wèn)”系列作為中國(guó)行星探測(cè)工程的探測(cè)器名稱(chēng),每一次任務(wù)都意義重大。天問(wèn)一號(hào)首次探測(cè)火星就實(shí)現(xiàn)了“繞、落、巡”三大目標(biāo),而此次小行星任務(wù)同樣將在一次任務(wù)中完成多個(gè)里程碑式的突破。
神舟二十號(hào)成功發(fā)射是中國(guó)載人航天工程穩(wěn)步發(fā)展的縮影。為滿(mǎn)足空間站建造和運(yùn)營(yíng)需要,自神舟十二號(hào)任務(wù)開(kāi)始,長(zhǎng)征二號(hào)F火箭就采取“發(fā)射一發(fā)、備份一發(fā)”的滾動(dòng)備份模式。這意味著,當(dāng)神舟二十號(hào)矗立發(fā)射場(chǎng)地,神舟二十一號(hào)已準(zhǔn)備就緒。這種模式不僅能在突發(fā)情況下快速組織力量應(yīng)對(duì),也體現(xiàn)了飛船和火箭系統(tǒng)長(zhǎng)期保持穩(wěn)定可靠的能力。
神舟二十號(hào)使用長(zhǎng)二F火箭發(fā)射,這套星箭系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行了二十多年
(圖片來(lái)源:成都日?qǐng)?bào))
神舟二十號(hào)任務(wù)亮點(diǎn)
據(jù)神舟二十號(hào)載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會(huì)介紹,本次任務(wù)是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段第5次載人飛行任務(wù),也是中國(guó)載人航天工程的第35次飛行任務(wù)。與神舟十九號(hào)任務(wù)相比,神舟二十號(hào)火箭系統(tǒng)進(jìn)行了二十余項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn),涵蓋制造工藝、數(shù)據(jù)傳輸、可靠性提升等方面。神舟二十號(hào)屬于新一批次的6艘飛船之一,其儀表面板更加現(xiàn)代化,元器件國(guó)產(chǎn)化率大幅度提高。航天員將在軌駐留約6個(gè)月,與神舟十九號(hào)乘組完成輪換。
神舟二十號(hào)乘組
(圖片來(lái)源:CCTV)
以半年為周期的在軌駐留已成為常態(tài),這對(duì)航天員的身體和心理素質(zhì)提出了更高要求。進(jìn)入軌道后快速適應(yīng)失重環(huán)境,這就需要在平時(shí)的訓(xùn)練中更加嚴(yán)格要求自己。隨著空間站科研任務(wù)的拓展,載荷專(zhuān)家進(jìn)入空間站的頻次會(huì)增加,由于載荷專(zhuān)家主要從事空間科學(xué)研究,其對(duì)失重環(huán)境的適應(yīng)能力尤為重要。
在神舟二十號(hào)任務(wù)中,航天員將執(zhí)行出艙活動(dòng)、貨物進(jìn)出艙、空間碎片防護(hù)裝置安裝,以及艙外載荷和和設(shè)備安裝與回收等任務(wù)。此前,目前仍然在軌的神舟十九號(hào)乘組已在2025年1月和3月的出艙任務(wù)中,為空間站關(guān)鍵部位安裝了防護(hù)裝置。神舟二十號(hào)任務(wù)再次強(qiáng)調(diào)這一操作,表明中國(guó)對(duì)空間碎片防護(hù)的高度重視。
神舟十九號(hào)乘組實(shí)施第三次出艙活動(dòng)
(圖片來(lái)源:CCTV)
根據(jù)歐洲空間局空間碎片辦公室的數(shù)據(jù),地球軌道上10厘米以上的空間碎片約有3.6萬(wàn)個(gè),1厘米至10厘米的碎片約100萬(wàn)個(gè),1毫米至1厘米的碎片高達(dá)1.3億個(gè)。這些碎片不僅包括航天器殘骸,還有宇航員丟失的物件。例如,2023年,美國(guó)宇航局在艙外行走時(shí)不小心把工具包丟失在太空中,工具包內(nèi)裝有系繩、帶套筒的棘輪扳手等。這個(gè)白色的工具包當(dāng)時(shí)正在以每秒數(shù)公里的速度繞地球運(yùn)行,變成了太空垃圾,當(dāng)然也威脅到其他航天器的安全運(yùn)行。由于這個(gè)工具包是白色的,在太陽(yáng)光照射下非常明亮,以至于我們可以用簡(jiǎn)易的雙筒望遠(yuǎn)鏡就觀測(cè)到它。根據(jù)天文愛(ài)好者的測(cè)算,其視星等大約為6等,亮度略低于天王星。
國(guó)際空間站艙外行走任務(wù)中丟失的工具包
(圖片來(lái)源:NASA)
載人航天向月球拓展
與載人登月相比,神舟系列任務(wù)主要定位在近地軌道,已持續(xù)十多年。2023年,中國(guó)公布了載人登月的初步方案,計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)載人登月,這意味著載人航天開(kāi)始向月球方向拓展。為此,在接下來(lái)數(shù)年內(nèi),我國(guó)科研人員將集中力量研發(fā)載人登月所需的長(zhǎng)征十號(hào)火箭、新一代載人飛船、月面著陸器、載人月球車(chē)等關(guān)鍵裝備。
對(duì)于近地軌道上的空間站,中國(guó)航天將采取雙軌并行的發(fā)展策略:一方面持續(xù)完善空間站的常態(tài)化運(yùn)營(yíng)體系,另一方面為載人登月任務(wù)提供關(guān)鍵的技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)。相較于無(wú)人登月任務(wù),載人登月對(duì)任務(wù)時(shí)效性有著更高要求,特別是在兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):一是在地月轉(zhuǎn)移軌道上快速完成載人飛船與月面著陸器的精準(zhǔn)對(duì)接;二是當(dāng)航天員完成月面任務(wù)后,必須在著陸器上升至環(huán)月軌道的極短時(shí)間內(nèi),再次實(shí)現(xiàn)與載人飛船的可靠對(duì)接。這些操作不僅要求極高的執(zhí)行效率,更需要確保萬(wàn)無(wú)一失的成功率。
中國(guó)載人登月示意圖
(圖片來(lái)源:CCTV)
在月面出艙環(huán)節(jié),空間站發(fā)揮著不可替代的技術(shù)驗(yàn)證作用。由于月球表面接近真空環(huán)境,且重力場(chǎng)僅為地球的六分之一,航天員在空間站上開(kāi)展的快速交會(huì)對(duì)接、出艙活動(dòng)演練等,都為我國(guó)載人登月積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。值得一提的是,目前空間站使用的新型生命保障系統(tǒng)、艙外航天服等關(guān)鍵裝備,都將在未來(lái)的登月任務(wù)中繼續(xù)使用,這些經(jīng)過(guò)太空驗(yàn)證的設(shè)備將大幅提升載人登月任務(wù)的可靠性。
當(dāng)前,全球航天領(lǐng)域正掀起新一輪的月球探索熱潮。以美國(guó)阿爾忒彌斯計(jì)劃為例,其長(zhǎng)期目標(biāo)是在月球上建立一個(gè)永久的定居點(diǎn),并且還計(jì)劃建造一個(gè)環(huán)繞月球運(yùn)行的空間站。這說(shuō)明月球規(guī)?;_(kāi)發(fā)已成為載人航天發(fā)展的主流方向。在這一背景下,中國(guó)的天宮空間站顯然會(huì)成為我們?cè)诘卦麻g往返通道的關(guān)鍵樞紐,基于神舟飛船研發(fā)的新一代載人飛船已被命名為夢(mèng)舟載人飛船,不僅可以用于空間站與地面之間的人員往返,又具備執(zhí)行載人登月任務(wù)的能力。
登月航天器組合體
(圖片來(lái)源:CCTV)
根據(jù)規(guī)劃,夢(mèng)舟飛船預(yù)計(jì)將在2027年至2028年實(shí)現(xiàn)首飛。與現(xiàn)役神舟飛船相比,其近地軌道運(yùn)載能力將從3人提升至4-7人。這一突破不僅意味著天宮空間站可容納更多航天員長(zhǎng)期駐留,也為未來(lái)空間站規(guī)模擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ),使中國(guó)在近地軌道擁有更強(qiáng)大的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)能力。
空間站將迎來(lái)新變化
神舟二十號(hào)任務(wù)的順利出征,標(biāo)志著中國(guó)空間站已進(jìn)入穩(wěn)定的常態(tài)化運(yùn)營(yíng)階段。在這一堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上,中國(guó)航天正朝著更高目標(biāo)邁進(jìn)。2025年,我國(guó)首個(gè)大型巡天空間望遠(yuǎn)鏡研發(fā)工作進(jìn)展順利,預(yù)計(jì)將于2026年發(fā)射升空。這款巡天望遠(yuǎn)鏡雖然屬于空間站系統(tǒng)的一部分,但其運(yùn)行方式獨(dú)具特色:它不會(huì)長(zhǎng)期對(duì)接在空間站組合體上,而是獨(dú)立運(yùn)行在空間站附近更高的軌道上。這實(shí)際上是一個(gè)具備完全獨(dú)立飛行能力的航天器,配備有自主供電的太陽(yáng)翼系統(tǒng),僅在需要維護(hù)或升級(jí)時(shí)才會(huì)短期??靠臻g站。
我國(guó)首個(gè)大型巡天空間望遠(yuǎn)鏡正在處于研發(fā)階段
(圖片來(lái)源:新華網(wǎng))
這種設(shè)計(jì)主要基于三個(gè)重要考量:第一,巡天觀測(cè)需要更高的軌道環(huán)境。以哈勃望遠(yuǎn)鏡為例,其550多公里的軌道高度有效避開(kāi)了大氣干擾,為深空觀測(cè)提供了理想條件。第二,空間站可作為巡天艙的補(bǔ)給站,當(dāng)這個(gè)精密儀器需要進(jìn)行調(diào)試或檢修時(shí),可以對(duì)接空間站,由專(zhuān)業(yè)載荷專(zhuān)家進(jìn)行艙外維護(hù)操作,這大大降低了維護(hù)難度。巡天艙作為一個(gè)大型空間望遠(yuǎn)鏡,本質(zhì)上是非常精密的儀器,在深空觀測(cè)時(shí)必不可少地會(huì)遇到調(diào)試、檢修的問(wèn)題,所以依托空間站解決檢修問(wèn)題是最優(yōu)的解。第三,獨(dú)立飛行能力帶來(lái)顯著優(yōu)勢(shì)。雖然巡天艙的軌道高于空間站,但在2000公里高度以下的軌道空間,包括失效衛(wèi)星、火箭殘骸、航天器碰撞碎片等在內(nèi)的空間碎片威脅依然存在。獨(dú)立飛行能力可實(shí)施軌道機(jī)動(dòng),對(duì)于捕捉特定的宇宙深空事件是有非常重大意義的,同時(shí)也能通過(guò)軌道機(jī)動(dòng)躲避空間碎片,保護(hù)自身安全。
空間碎片主要來(lái)自失效的航天器
(圖片來(lái)源:邁阿密大學(xué))
2025年3月,中國(guó)載人航天工程辦公室正式公布了神舟二十號(hào)乘組名單,同時(shí)揭開(kāi)了本年度空間站應(yīng)用與發(fā)展載人發(fā)射任務(wù)的序幕。值得關(guān)注的是,會(huì)上還宣布巴基斯坦航天員將參與我國(guó)空間站飛行任務(wù)。中巴兩國(guó)簽署的合作協(xié)議具有里程碑意義,標(biāo)志著外籍航天員進(jìn)入中國(guó)空間站的程序正式啟動(dòng)。按照計(jì)劃,將用一年左右時(shí)間完成巴基斯坦航天員的選拔工作,入選者將在中國(guó)接受全面系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練,最終搭乘中國(guó)載人飛船執(zhí)行空間站短期飛行任務(wù)。
巴基斯坦宇航員有望進(jìn)入中國(guó)空間站
(圖片來(lái)源:國(guó)家航天局)
根據(jù)時(shí)間安排,經(jīng)過(guò)約一年的訓(xùn)練準(zhǔn)備,首位巴基斯坦航天員有望將于2026年搭乘神舟二十二號(hào)或二十三號(hào)飛船進(jìn)入中國(guó)空間站??梢灶A(yù)見(jiàn),當(dāng)巴基斯坦航天員完成中國(guó)空間站任務(wù)后,后續(xù)可能還有其他友好國(guó)家的航天員進(jìn)入空間站,這預(yù)示著中國(guó)空間站開(kāi)始成為外層空間國(guó)際合作的典范。
神舟二十號(hào)的成功發(fā)射不僅是中國(guó)載人航天工程的又一里程碑,更展現(xiàn)了我國(guó)在太空探索領(lǐng)域的持續(xù)突破與開(kāi)放合作精神。從空間站的常態(tài)化運(yùn)營(yíng)到載人登月的宏偉藍(lán)圖,從空間碎片的嚴(yán)密防護(hù)到巡天望遠(yuǎn)鏡的自主研發(fā),中國(guó)航天正以穩(wěn)健的步伐邁向更深遠(yuǎn)的宇宙。