2021中国航天:发射再创新高 大国重器耀目

文/杨诗瑞

▲ “天问一号”着陆火星效果图

▲ 世界最大推力整体式固体火箭发动机试车成功

▲ 长征七号运载火箭成功托举天舟三号货运飞船升空

2021 年，中国航天勇攀科技高峰，服务国家发展大局，取得一系列标志性工程突破、里程碑式科技创新，长征火箭完成第400 次发射任务，载人航天空间站工程进入关键实施阶段，“天问一号”实现我国首次火星“绕、落、巡”探测，“羲和号”开启“探日时代”，以优异成绩献礼建党百年。

2021 年也是“十四五”开局之年，站在新的历史起点上，中国航天团结协作、厚积薄发，夯实建设航天强国根基，一步一个脚印开启星际探测新征程，向世界展示了强大的中国精神、中国力量和中国风采。

航天运输系统

2021 年1 月20 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将天通一号03 星发射升空，航天发射迎来开门红；12 月10 日，长征四号乙运载火箭成功将实践六号05 组卫星送入太空，长征火箭完成第四个100 次发射。2021 年，中国航天发射50 多次，发射次数、发射载荷数量和质量再创新纪录，发射次数继续稳居全球第一，中国速度和中国力量举世瞩目。

王牌火箭持续建功，新一代运载火箭逐渐担当主力。长二丙、长三乙、长四乙、长四丙等王牌火箭完成30 余次航天发射，继续担当重任。长征五号乙、长征六号、长征七号等新一代长征运载火箭系列完成10 余次发射任务，我国进入空间能力进一步提升。

重复使用运载器首飞取得圆满成功。亚轨道重复使用演示验证项目运载器在酒泉点火起飞，按照设定程序顺利完成飞行，平稳水平着陆于阿拉善右旗机场，取得圆满成功。首飞试验为我国重复使用天地往返航天运输技术发展奠定了坚实基础，向实现领域创新发展和自主可控迈出坚实步伐。

先进发动机技术取得重要突破。

我国自主研发的推力最大固体火箭发动机试车成功，该发动机为目前世界上推力最大、可工程化应用的整体式固体火箭发动机，直径3.5 米，推力500 吨，采用高性能纤维复合材料壳体、高装填整体浇注成型燃烧室、超大尺寸喷管等多项先进技术，综合性能世界领先。我国新型运载火箭一级液氧箱静力件贮箱成功合零，贮箱总长21 米，直径3.8 米，是国内最大整体成形箱底，标志着新型运载火箭结构研制完成里程碑式节点。

火箭发射保障能力不断提高。长二丙火箭在7 月19 日发射任务中搭载整流罩伞控系统，首次采取高空开伞方案，进一步验证整流罩落区控制技术；在8 月24 日发射任务中首次采用直径4.2 米整流罩，提供更大卫星承载空间，首次使用中心承力筒，减小卫星分离风险。长六火箭提供商业“拼车”发射服务，成功将3 颗民用卫星和6 颗商业卫星送入轨道。长三乙火箭成功开展基于300 平方米可控翼伞的助推器落区控制飞行搭载验证，为火箭子级可控回收。长七遥四火箭在9 月20 日发射任务中全程使用天基测控方式，首次实现无测量船参与测控。

载人航天

载人航天空间站工程是我国航天领域规模最大、技术难度最高的国家重大工程，也是2021 年中国航天的重中之重。2021 年，中国载人航天工程完成5 次发射任务，中国空间站在轨组建，神舟十二号载人飞行任务圆满完成、十三号任务顺利推进，中国航天开启了空间站建设新时代。

拉开中国空间站建设大幕。4 月29 日，天和核心舱由长征五号B 运载火箭送入预定轨道，标志着中国空间站在轨组装建造全面展开，为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础。中国是世界上第三个独立建造空间站的国家，2021 年我国圆满完成天和核心舱，以及天舟二号、神舟十二号、天舟三号和神舟十三号飞船5 次发射任务。目前，核心舱、2 艘货运飞船、1 艘载人飞船4个飞行器空间站组合体在轨稳定运行，功能性能正常，设备状态良好。

▲ 神舟十二号飞船发射

载人飞行任务改变太空格局，中国航天员不断刷新纪录。神舟十二号和十三号载人飞船发射成功，中国航天员不断刷新在中国空间站3 个月和6 个月长期驻留的纪录，3 次出舱活动取得圆满成功，打破了过去几十年来由美俄主导的人类在太空长期存在的太空格局。聂海胜三入太空，成为首位在轨100 天的中国航天员，王亚平成为进驻中国空间站的首位女性和我国首位出舱的女航天员。

开展空间站关键技术验证。天宫空间站建造分为空间站关键技术验证和空间站建造两个阶段，神舟十二号任务是空间站关键技术验证阶段第四次任务，进一步验证了我国载人天地运输系统的功能和性能，全面验证航天员长期驻留保障技术，在轨验证航天员借助机械臂完成出舱活动及舱外操作的能力，并首次检验东风着陆场的搜索回收能力。

神舟十三号任务是空间站关键技术验证阶段的收官之战，更加全面地考核工程各系统执行空间站任务的功能性能，以及系统间的匹配性与协调性。神舟十三号任务开展了机械臂辅助舱段转位、手控遥操作等空间站组装建造关键技术试验，进一步验证了航天员在轨驻留6 个月的健康、生活和工作保障技术，开展了航天医学、微重力物理领域等科学技术试验与应用，组织了多样化科普教育活动。

飞行任务刷新技术新高度。“神舟十二号”用时6.5 小时，首次实现载人飞船与空间站自主快速交会对接，航天员首次借助机械臂进行太空行走，首次验证了再生生保系统，进行航天员自身健康管理，首次具备从不同高度轨道返回着陆场的能力。“神舟十三号”首次实现与空间站的径向交会对接，首次具备天地结合多重保证的应急救援能力。

深空探测

深空探测持续取得新突破，迈出我国星际探测征程的新步伐。“天问一号”实现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；嫦娥五号轨道器启动拓展任务；“羲和号”成为我国首个太阳探测卫星。从月球到火星再到太阳，中国探索宇宙的边界不断拓展。

“天问一号”成功实施“绕落巡”。

2 月10 日，天问一号探测器成功实施火星捕获，第一步“环绕火星”目标顺利达成；5 月15 日，天问一号着陆巡视器与环绕器分离，在火星北半球乌托邦平原上软着陆成功，我国首次实现地外行星着陆，成为世界上第二个着陆火星的国家；5 月22 日，祝融号火星车安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测，我国火星环绕、着陆与巡视探测任务目标全部达成。

▲ 天问一号探测器拍摄的高清火星影像图

“天问一号”环绕探测着眼于开展火星全球性、整体性和综合性的详查探测，建立火星总体性和全局性的科学认知。巡视探测专注于火星表面重点地区的高精度、高分辨的精细探测和就位分析。通过环绕器与巡视器的独立探测和天地协同探测，我国实现对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气电离层、磁场等的科学探测，取得一批重要的探测数据。

“嫦娥四号”“嫦娥五号”持续工作，不断取得新的重要成果。“嫦娥四号”“鹊桥”中继星在轨稳定运行超过3 年，为着陆器和巡视器提供稳定可靠的中继通信支持。9 月30 日，玉兔二号月球车完成唤醒设置，进入第35 个月昼和第1000 个工作日，创造了月背工作新纪录。根据“嫦娥四号”和“玉兔二号”提供的探测数据，科学家们不断深入探索月球背面的各类科学问题。

▲ 航天员出舱

完成采样返回任务后，嫦娥五号轨道器于3 月15 日进入“日地拉格朗日L1 点”轨道，成为我国首颗进入日地L1 点探测轨道的航天器，开展第一阶段拓展任务，验证从地球轨道前往和环绕日地L1 点的轨控技术，探测日地L1 点的辐射、光照等空间环境参数，并进行相关通信测试，为后续空间任务打下良好基础。

“羲和号”开启中国“探日时代”。

10月14日，我国首颗太阳探测卫星“羲和号”在太原卫星发射中心发射升空，运行于距地球517 千米的太阳同步轨道，标志我国正式进入“探日时代”。“羲和号”全称为太阳Hα 光谱探测与双超平台科学技术试验卫星，实现国际首次太阳Hα 波段光谱成像探测，并首次提出天文光谱测速导航新方法和新技术，推动了我国空间技术与空间科学协同创新发展。此外，“羲和号”标志我国自主研发的超高指向精度、超高稳定度“双超”卫星结构平台顺利进入应用阶段，推动我国高精度卫星平台技术跨越性发展。

▲ “祝融号”行驶路线图

▲ 嫦娥五号轨道器成功进入“日地拉格朗日L1点”轨道

▲ 羲和号卫星

应用卫星

通信、遥感、科学实验等卫星系统更新换代、补充完善，逐渐建成技术先进、全球覆盖、高效运行的国家民用空间基础设施体系，满足国家经济建设和科技发展需要，服务社会生产生活。

加快布局卫星通信。天通一号03星发射升空，与地面移动通信系统共同构成天地一体化移动通信网络，为中国与周边及广大海域用户提供全天候、全天时移动通信服务。天链一号05 星发射升空，我国第一代数据中继系列卫星圆满收官，建成世界上第二个具有全球覆盖能力的中继卫星通信系统，为航天器用户和相关平台等其他用户提供数据中继、测控信息传输和测定轨服务。

“中星2E”“中星9B”发射升空，向全国提供广播电视及宽带多媒体等传输业务。通信技术试验卫星六号、七号卫星先后发射，用于卫星通信、广播电视、数据传输等业务和相关技术试验验证。我国宽带互联网卫星计划“星网”首批试验卫星融合试验卫星01/02 星入轨，开启国家新一代空间基础设施建设历程。

综合对地观测体系持续完善。遥感三十号、三十一号和三十二号系列多组卫星发射升空，采用多星组网模式，主要开展电磁环境探测及相关技术试验。遥感三十四号光学遥感卫星、我国首颗民用亚米级光学传输型立体测绘卫星高分十二号02 星、天绘二号02 组卫星发射升空，主要用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域。

微波遥感卫星高分三号02 星发射升空，实现我国合成孔径雷达卫星数据从示范应用到业务化应用的过渡，满足海洋、应急管理、国土、地质、农业、气象等多个行业应用需求。高光谱观测卫星高分五号02 星发射升空，全面提升我国大气、水体、陆地的高光谱观测能力，满足我国在环境综合监测等方面的迫切需求。

气象、海洋卫星升级换代。海洋二号D 卫星发射升空，与在轨运行的海洋二号B 和C 三星组网，构建起我国首个海洋动力环境卫星星座，形成全天候、全天时、高频次全球大中尺度的海洋动力环境监测体系，为我国预警预报海洋灾害、可持续开发和利用海洋资源、有效应对全球气候变化等提供精准的海洋动力环境信息。风云四号B 星发射升空，与风云四号A星共同实现我国新一代静止轨道卫星双星组网业务运行。风云三号E 发射升空，为全球提供全天时、全天候、三维、全谱段、高精度、定量化的气象探测信息，主要用于气象预报、气候预测、环境监测和防灾减灾等领域。

空间环境和科学技术试验卫星快速发展。我国发射多颗卫星，涵盖空间环境监测、科学和技术试验等方面。“试验九号”和试验六号03 星开展空间环境监测等新技术在轨验证试验，“试验十一号”用于国土普查、城市规划、农作物估产和防灾减灾等领域，“实践二十一号”用于空间碎片减缓技术试验验证，广目地球卫星开展了高层大气、地球辐射源带、地球磁层、宇宙线、太阳辐射源等空间自然环境的科学探测和科学研究，太空试验1 号天健卫星主要用于开展基于故障注入的卫星智能健康管理新技术试验验证。

商业航天

商业航天快速发展，运载火箭、低轨互联网星座、商业遥感等领域迅速推进，商业模式创新发展，产业体系初具规模，成为国家航天力量的有力补充。

商业发射能力持续发展。零壹空间公司OS-X6B 新型智能亚轨道火箭发射成功，完成多项关键技术验证，该型火箭为航空航天技术验证用飞行试验平台，已完成2 次商业服务。星河动力公司研制的谷神星一号遥二火箭在酒泉发射升空，将搭载的5 颗小卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。陕西华羿鸿达科技发展有限公司研制的“华羿一号”亚轨道火箭成功发射“灵巧号”和“火种一号”空间实验载荷。

运载火箭技术取得新突破。九州云箭公司“龙云”80 吨级液氧甲烷发动机完成多次启动热试车考核，向可回收及重复使用迈出坚实步伐。星际荣耀公司双曲线二号验证型火箭完成一级主动段及返回段飞行控制系统与发动机联合试车。中科宇航动力公司的“玄鸢一号”20 吨级液氧煤油火箭发动机全系统试车圆满成功。

商业卫星制造迅速发展。浙江台州星空智联卫星工厂首台套产品正式下线，吉利商业卫星步入批量化生产阶段。该公司采取柔性化生产方式，可以灵活满足通信、导航、遥感卫星等不同型号规格的卫星总装、集成与测试，未来将具备年产卫星500 颗的生产能力。

▲“仰望一号”拍摄太空中幽灵

商业卫星服务领域不断拓展。仰望一号卫星发射升空，是国内首个光学波段的商业天文卫星，搭载可见光、紫外大视场天文望远镜载荷。低轨卫星物联网星座“天启星座”加速部署，初步形成天地一体综合信息服务能力。北京三号、吉林一号等商业遥感卫星发射升空，进一步提升地面影像获取的质量、分辨率和定位精度，为国土资源、矿产开发、智慧城市建设等行业提供遥感服务。

商业航天测控业务建设取得里程碑突破。寰宇卫星测控与数据应用有限公司成功完成10 月14 日实践二十一号卫星发射测控任务，商业卫星测控业务得到实践检验。该公司历时3 年在新疆喀什、黑龙江鸡西、海南东方部署6 套S/X/Ka 频段大口径天线设备，能够为卫星提供早期轨道段、在轨测试阶段和长期测控管理服务。

2022 年，中国航天将开启更高质量、更高效率、更高效益的发展新征程，实现多个领域并跑、领跑的跨越式发展。长征火箭向第五个100 次发射迈进；中国载人航天工程全面转入空间站建造阶段，将实施6 次飞行任务，完成空间站三舱组合体建造；“夸父”天基太阳天文台将要升空，继续拓展太阳探测；应用卫星继续加快布局，构建覆盖全球、天地一体的信息网络，服务社会经济发展。中国航天将以创新实干推动事业发展，不断创造更加美好的未来，为人类和平利用太空作出新的更大贡献。

▲ 寰宇卫星测控站