航天：从“东方红一号”到登上自己的空间站

2021-07-13贾璇

中国经济周刊 2021年12期

关键词：东方红一号报文天问

贾璇

2021年6月17日上午9时22分，酒泉卫星发射中心，随着高达20层楼的长征二号F 遥十二运载火箭刺破苍穹的轰鸣，聂海胜等3名中国航天员搭乘神舟十二号载人飞船，开始奔赴中国空间站天和核心舱的旅程。

中国人从不缺少飞天梦想。嫦娥奔月、夸父逐日、女娲补天……中华民族用古老的传说，诉说着对神秘太空的向往。

中国人更不缺少实现梦想的勇气。1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在酒泉成功发射，亿万国人熟悉的旋律——《东方红》响彻寰宇，正式拉开中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。

从“东方红一号”到空间站建设，从月球探测到火星探测……一代又一代的航天人接续奋斗，推动中国航天事业不断加速远航。逐步实现中国航天从小到大、由弱到强，从学习模仿到自主研发，从服务国防建设拓展到服务国计民生的伟大跨越。

党的十八大以來，中国在载人航天、卫星通信、火箭技术等多个领域硕果累累，令国人倍感自豪。北斗卫星导航系统全面开通，“嫦娥五号”实现地外天体采样返回，“天问一号”开启火星探测，空间站“天宫”加快建造……这些成就彰显了不同凡响的中国风采，凝聚着实现中华民族伟大复兴的强大力量。

未来，我国还将继续开展探月工程四期、国际月球科研站、小行星探测等任务，中国人探索太空的脚步将迈得更稳更远。

北斗三号组网成功，从“受制于人”到“世界一流”

1993年，我国“银河号”货轮从天津港出发前往伊朗，行至印度洋公海海域时突遇美国拦截，称该货轮涉嫌运输化学武器，要求上船检查。就在中方考虑如何回应时，美方直接切断了货轮的GPS信号。一时间，“银河号”在海上失去方向，寸步难行。

时任外交部国际司副司长沙祖康回顾这段历史时，连用了好几个“窝囊”：“拒绝，窝囊，我们要背黑锅;让他们去查，某种程度上我们受到了侮辱，也窝囊。”

看人脸色的滋味不好受。次年，中国自主建设、独立运行的卫星导航系统——北斗正式起航。

27年后，2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式举行，中国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

目前，全球已有120余个国家和地区使用北斗系统，全球服务可用性优于99%。这意味着，在一年365天中，用户可在超过99%的时间内，享受到由北斗提供的服务。

国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区，基于北斗的土地确权、精准农业、数字施工、智慧港口等应用，已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等地区成功落地。

中国卫星导航定位协会发布的《2021中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示，国内以北斗为核心的导航与位置服务技术创新持续活跃，国产芯片、模块等关键技术取得进一步突破，北斗系统已全面融入生产生活。2020年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达4033亿元人民币，较2019年增长约16.9%。

中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其说：“北斗三号是功能强大的全球卫星导航系统，功能性能指标达到世界一流。”

世界一流的定位背后是过硬的实力。北斗三号系统卫星总设计师、中科院微小卫星创新研究院副院长林宝军在接受《中国经济周刊》独家专访时说：“除具备其他三大导航系统都有的定位功能外，北斗三号还提供‘1+6的特色服务，即全球短报文、区域短报文、星基增强、地基增强、搜救服务和精密单点定位，性能方面也是‘人无我有、人有我优。”

在诸多功能中，近年来，短报文通信可谓频立战功，可以把它简单理解为“用卫星信号发送短信”。

北斗三号组网成功后，系统整体的短报文通信服务完成升级拓展，区域通信能力达到每次14000比特（1000汉字），既能传输文字，还可传输语音和图片，并支持每次560比特（40个汉字）的全球通信能力。

如今，这项尖端技术，将进入大众民用领域。

2021年5月19日，普通智能手机直接与距地面约3.6万公里高度的北斗卫星通信，成功完成短报文信息互通。这标志着北斗短报文通信由传统专用终端应用，迈入面向大众手机直接提供服务的新阶段。

北斗短报文通信进入大众手机，创新移动通信编码和高灵敏度信号捕获等多项技术，攻克大众手机体积约束强、功耗要求高等关键瓶颈，实现手机“不换SIM卡、不换手机号、不增加额外设备”即可同时享受北斗短报文和移动通信服务。

据悉，首批支持北斗短报文通信功能的手机产品将于2021年底上市。

从“搭车”探火，到起点高跨越大的自主探测

2300多年前，爱国诗人屈原仰望星空，赋诗《天问》向世界万物提出177个问题，表达了中华民族追求真理的坚韧与执着。2300多年后，中国航天人用实践探寻自然和宇宙空间的奥秘，将行星探测任务命名为“天问”系列，寓意追求科学创新永无止境。

2004年11月19日，上海航天工业展示馆，卫星展区，我国的第一颗卫星——东方红一号卫星（模型）。

2020年7月23日12时41分，我国首颗火星探测器天问一号成功发射。在经过长达7个月、累计202天、4.75亿公里的漫长飞行之后，天问一号于2021年2月10日19时52分，精准实施近火制动捕获，中国航天探测器首次到达火星。

5月15日7时18分，天问一号探测器成功在火星乌托邦平原南部软着陆，中国成为世界上第二个成功将探测器送上火星的国家。

天问一号探测器着陆火星，迈出了我国星际探测征程的重要一步，实现了从地月系到行星际的跨越，在火星上首次留下中国人的印迹，这是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。

我国首次火星探测任务起步虽晚，但起点高、跨越大，从立项伊始就瞄准当前世界先进水平确定任务目标，明确提出在国际上首次通过一次发射，完成“环绕、着陆、巡视探测”三大任务。

首次火星探测任务于2016年1月经党中央、国务院批准立项，由国家航天局组织实施。具体由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用等五大系统组成。

此次任务，工程总体单位为国家航天局探月与航天工程中心，中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制运载火箭系统，中国空间技术研究院和上海航天技术研究院抓总研制探测器系统。中国卫星发射测控系统部负责组织实施发射、测控。中国科学院国家天文台抓总研制地面应用系统，负责科学数据接收、处理、存储管理等工作。

天问一号火星环绕器副总指挥、上海航天技术研究院褚英志在接受《中国经济周刊》独家专访时说：“经过探测我们发现，早前在火星表面发现水的区域，现在是荒漠，这样的变化可以给地球的演变提供参考，甚至让我们提前知道地球的未来。”

火星被称为“探测器坟场”，在人类向火星发起的45次挑战中，成功率仅为40%。在此次独立开展探火任务之前，我国曾以国际交流合作的形式，尝试“搭车”去火星，而褚英志正是我国两次探火任务的亲历者。

2011年11月8日，中国研制的萤火一号探测器和俄罗斯的“福布斯-土壤”探测器一起搭乘俄罗斯运载火箭向火星进军。

任务中，“福布斯-土壤”探测器未能按计划进行变轨，随后俄航局宣布放弃获取探测器信号的尝试，任务以失败告终。

此后，我国决心自主开展火星探测任务。褚英志说：“我们从设计之初，就本着独立自主、自力更生的原则。天问一号上的单机绝大部分都是国产。这充分体现了我们国家航天领域在元器件、原材料、装备加工等方面都具备了一定能力，达到了一定的水平。”

天问一号是我国第一个火星探测器，将对火星进行首次环绕、着陆和巡视，主要任务即为“绕、着、巡”。一般来说，三步骤任务会被分开进行，以降低难度。我国首次独立探火就三步一气呵成，难度堪称“殿堂级别”。

据褚英志向《中国经济周刊》介绍，天问一号环绕器上产品由1700余种、56000多只元器件组成，绝大多数都是自主研发的“国货”，有的元器件还是第一次在深空探测的飞行器上应用。

中国人首次进入自己的空间站

“咱在上边有人了。”

2021年6月17日9时22分，神舟十二号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送上太空。

神舟十二号载人飞行任务是空间站关键技术验证阶段的第四次飞行任务，也是我国空间站阶段首次载人飞行任务。

航天科技集团五院总体设计部神舟十二号载人飞船系统总体副主任设计师高旭介绍，飞船由軌道舱、返回舱和推进舱构成，全船共有14个分系统，是航天员实现天地往返的生命之舟。飞船上安装了由中国航天科工二院25所研制的微波雷达，实现了测量、通信一体化设计，具备通信切换功能，通过通信数据的交互，实现匹配对接，导引载人飞船与天和核心舱成功对接。

“神舟十二号是迄今为止功能最完整、最完全的飞船，形象点说，它已经完全实现载人航天工程立项之初载人飞船研制目标。”高旭说。

发射当日15时54分，神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式，成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体。这是天和核心舱发射入轨后，首次与载人飞船进行的交会对接。

据北京飞行控制中心空间站任务总师孙军介绍，2016年10月17日，神舟十一号发射升空后，经历了两天的飞行后与天宫二号实现自动交会对接。此次，神舟十二号仅用6.5小时就与在轨运行的天和核心舱和天舟二号组合体对接。提速的背后，体现我国航天技术日益成熟。

对接成功后，航天员乘组从返回舱进入轨道舱。按程序完成各项准备后，先后开启节点舱舱门、核心舱舱门。北京时间17日18时48分，3位航天员先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。