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2021 中國航天有看頭

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       剛剛過去的2020年,中國航天捷報頻傳——長征五號B、長征八號等新一代運載火箭驚豔亮相,嫦娥五號奔月取土任務成功,北斗三號全球衞星導航系統閃耀開通,“天問一號”開啓火星之旅……中國航天強國建設邁出堅定步伐。

  新的一年裏,中國航天依然好戲連台。中國航天科技集團近日表示,2021年將安排超過40次宇航發射任務。今年,中國載人航天空間站建設將進入關鍵實施階段;“天問一號”將抵達火星進行探測;載人月球探測、北斗導航應用、重型運載火箭研發將有更多新進展……

  空間站核心艙春季升空

  發射空間站核心艙,是2021年中國航天的重頭戲。

  來自中國載人航天工程辦公室的消息顯示,今年春季,中國將在海南文昌用長征五號B遙二火箭發射空間站核心艙。目前,核心艙已基本完成測試工作;航天員乘組也已選定,正在開展任務訓練。

  2020年5月,長征五號B運載火箭首飛成功,正式拉開中國載人航天工程“第三步”任務的序幕。根據飛行任務規劃,2021年和2022年,中國載人航天工程預計將完成11次發射,包括核心艙(天和)和兩個實驗艙(問天、夢天),4艘貨運飛船以及4艘載人飛船,以進行航天員乘組輪換和貨物補給。其中,關鍵技術驗證階段共包括核心艙發射等6次飛行任務。

  中國載人航天工程總設計師周建平表示,在空間站核心艙之後,還將發射天舟二號貨運飛船和神舟十二號載人飛船,完成交會對接和相關在軌關鍵技術驗證。在關鍵技術驗證階段,科學家將對再生生保技術、機械臂技術等空間站新技術進行全面驗證,航天員也將進行多次太空出艙活動。

  “我們將建成中國第一個長期在軌飛行的、具有國際先進水平的載人空間站,並開展大規模空間科學研究。空間站在科學探索的前沿領域和航天技術發展中,將發揮重大作用。”周建平説。

  據瞭解,第三批18名預備航天員已於2020年10月1日加入航天員隊伍,包括7名航天駕駛員、7名航天飛行工程師和4名載荷專家,他們將參加空間站運營階段各次飛行任務。中國載人航天工程航天員系統總設計師黃偉芬説,目前統籌搭配了4次飛行乘組,每個乘組3人,由執行過飛行任務的航天員擔任指令長。

  空間站建設的開啓,也為載人登月等探測計劃打開了想象空間。中國載人航天工程辦公室主任郝淳表示,目前正在組織載人月球探測的方案,深化論證和關鍵技術攻關。

  此前,國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華介紹,按照初步意向,中國將先搞關鍵技術攻關,等近地軌道的空間站建成,再規劃論證是否載人登月。中國的載人登月一定是服務於科研、服務於探索未知。

  “天問一號”5月着陸火星

  在飛往火星途中迎來新年的“天問一號”探測器,預計將於今年5月中旬在火星着陸。

  2020年7月23日,中國首次火星探測任務“天問一號”探測器發射升空,邁出了中國自主開展行星探測的第一步。截至1月3日6時,“天問一號”探測器已經在軌飛行163天,飛行里程突破4億公里,距離地球約1.3億公里,距離火星約830萬公里。按計劃,“天問一號”將在1個多月後實施近火制動,進入環火軌道,準備着陸火星。隨後,“天問一號”將開始實施火星環繞、火星着陸和火面巡視的“繞落巡”任務。

  從接近火星軌道時“踩剎車”,到着陸火星時的“恐怖7分鐘”,“天問一號”今年將面對多項挑戰。

  在“天問一號”飛向火星的過程中,被火星引力捕獲的機會只有一次。但在捕獲時,探測器距離火星僅400公里,但相對火星的速度卻高達4到5公里每秒,因此在到達火星附近時要及時“剎車”,才能保證穩穩投入火星軌道的“懷抱”。

  被火星成功捕獲後,探測器將在環火軌道上飛行,為下一步的着陸停泊進行準備。着陸時,“天問一號”的環繞器必須在短時間內完成3次調姿和兩次變軌,才能夠精準、及時地完成與着陸巡視器的分離,這個被稱作“恐怖7分鐘”的降落過程也是整個探測任務的關鍵所在。

  在此前,世界上還沒有一個國家能夠在首次探索火星的過程中即完成軟着陸任務。如果“天問一號”任務成功,中國將成為世界上第一個首次探索火星即完成軟着陸任務的國家,併成為繼美國之後第二個完成火星漫遊的國家。

  值得一提的是,除了中國的“天問一號”,阿聯酋的“希望號”和美國的“毅力號”火星探測器都計劃在2月進入火星軌道,其中“毅力號”將於2月18日在火星着陸。屆時,三國的火星探測器將上演勝利會師的精彩好戲。

  重型運載火箭技術突破

  火箭運載能力的提升,將為中國航天開拓更大的舞台。

  2020年12月22日,中國新一代運載火箭長征八號以“一箭五星”的方式,在文昌航天發射場首飛成功。隨着長征八號首飛,“十三五”期間中國新一代運載火箭悉數完成亮相。

  與現役運載火箭相比,新一代運載火箭實現了巨大的技術跨越——無毒、無污染推進劑的採用,成倍增長運載能力——令中國進入空間能力大幅提高。比如,長征八號運載火箭700公里太陽同步軌道運載能力達到4.5噸,有效填補了新一代運載火箭在太陽同步軌道3噸至4.5噸運載能力的空白,滿足了中國航天后續發射任務的需求。

  近日,中國航天科技集團表示,擬服務於重型運載火箭的大推力補燃循環氫氧發動機關鍵技術攻關取得積極進展。該型發動機的研製可填補我國氫氧發動機型譜和技術空白,對諸多基礎學科和工業領域有巨大的牽引帶動作用。

  與長征五號系列火箭芯一級氫氧發動機採用的燃氣發生器循環方式相比,補燃循環可以使全部推進劑的化學能得到充分釋放,提高發動機的性能。據專家介紹,目前,大推力補燃循環氫氧發動機關鍵技術攻關已完成預燃室熱試驗、氫渦輪泵與預燃室聯動試驗、氧渦輪泵與預燃室聯動試驗等一系列最具代表性和里程碑意義的熱試驗,標誌着我國突破了大推力補燃循環氫氧發動機系統技術及高壓大流量預燃室、高效多級渦輪泵等核心組件的關鍵技術,為工程研製奠定了堅實的技術基礎。(記者 劉嶢)


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