探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。
在建成航天大国、走向航天强国的道路上,运载火箭及卫星、飞船、空间站、探测器等航天器,在一系列重大工程中亮相登场、升级换代,中国航天进出太空、利用太空、探索太空的能力不断提高。

图为2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。
飞船完成自主快速交会对接后,中国航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲顺利进驻天和核心舱。
航天科技集团供图 宿东/摄
进出太空的能力有多大,航天的舞台就有多大
目前人类进出太空的方式,主要依靠运载火箭等航天运输工具,其中运载火箭是人类克服地球引力、进入太空的主要工具,是发展空间技术、探索未知空间的基础。
我国自行研制的长征系列运载火箭历经四代发展,已经拥有完备的大、中、小型火箭型谱,具备不同载荷进入太空的能力。
运载能力是火箭最基本、最重要的指标,长征系列运载火箭一直致力于提升运载能力。
就近地轨道运载能力而言,1970年发射的长征一号仅有0.3吨。
十三五期间,长征五号等新一代运载火箭实现了近地轨道运载能力25吨级、地球同步转移轨道运载能力14吨级的跨越,我国进入空间的能力达到世界一流水平。
目前正在研制、计划2027年首飞的长征十号,预计运载能力将达到70吨级。
2024年6月22日,长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞,成功将中法天文卫星送入预定轨道,此次任务是长征系列运载火箭的第525次飞行。
长征系列运载火箭首个100次发射用了37年,最近完成的第5个100次发射只用了2年,发射频次增速非常快。
从多级串联到多级串联加捆绑,从常规推进到低温推进,运载火箭发射的轨道从地球低轨道到高轨道、从月球轨道到行星际轨道,发射方式从一箭一星到一箭多星、从无人返回到载人飞行,我国的运载火箭发展逐步实现系列化、模块化和通用化,发射成本不断降低,可靠性日益提高。
利用太空向广深拓延,持续发力服务经济社会发展
目前人类利用太空的方式,主要是通过通信、导航、遥感等各类人造卫星,利用空间环境和资源,为人类社会提供各项服务。
通信卫星是用来进行远距离无线电通信的卫星。
在通信卫星出现之前,地球上远距离的两地之间通信有两种方法:一种是利用电缆,另一种是用地面无线电设备。
无线电微波能传输的信息容量很大,又比较稳定。
但是,除长波电台等,大部分无线通信手段的通信距离只有几百米到几百公里。
20世纪50年代末,人造地球卫星上天以后,人们很快想到,在远距离通信中可以利用人造卫星。
为了加强从卫星上反射回地面的无线电波,人们把卫星做成像地面上的微波中继站一样,卫星接收到地面发来的无线电波以后先进行放大、再发向地面。
自1984年成功发射第一颗静止轨道通信卫星至今,我国通信卫星实现了从实用到商用、从固定业务到移动业务、从窄带业务到宽带业务、从单星系统到星座网络的跨越,通信速率、容量、支持终端数量实现了万倍量级的提升,满足电视广播、远程教育及医疗、宽带通信等不同场景下的应用需求。
同时,我国东方红系列通信平台快速发展,从东方红一号到五号,枝繁叶茂,不断壮大。
导航卫星从卫星上连续发射无线电信号,为地面、海洋、空中和空间用户导航定位。
20世纪后期,我国开始探索建设卫星导航系统。
2000年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年,建成北斗三号系统,向全球提供服务。
北斗系统突破了新型导航信号、星间链路、高性能星载原子钟等核心技术,实现了卫星核心器部件100%自主可控,服务性能达到国际先进水平。
目前,北斗系统在全球一半以上国家和地区推广使用,规模应用进入市场化、产业化、国际化发展,这是我国为全球公共服务基础设施建设作出的重大贡献。
30年来的北斗系统研制建设实践,培育了自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越的新时代北斗精神,是航天科技战线红色基因在新时代的赓续传承。
遥感卫星能在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域。
当沿地球同步轨道运行时,它能高时间分辨率的对地球表面某指定地域进行遥感;当沿太阳同步轨道等近地轨道运行时,能高空间分辨率的对某指定地区进行遥感。
我国目前已经建成以资源、海洋、环境减灾、风云等为代表的遥感卫星系列,并实施高分辨率对地观测系统重大专项,对地成像分辨率最高优于0.5米,观测手段覆盖可见光、红外、激光、高光谱、合成孔径雷达等,应用于农业、林业、海洋、国土、环保、气象等领域。
目前,我国在轨稳定运行的高分辨率对地观测卫星超过200颗,仅公益民用可见光卫星就可实现2米分辨率数据对全国陆地国土的季度覆盖。
通过遥感卫星,我们既能感受世界的温度,也能看到这个世界的微妙变化。
对太空的利用,为我们的经济社会发展和生产生活带来诸多效益。
比如,在电力领域,北斗高精度定位用于无人机自主巡检、变电站机器人巡检、杆塔监测等业务;在交通运输领域,约有830万辆道路营运车辆、近5万艘船舶、2100多架通用航空器应用了北斗终端设备;在农业领域,基于北斗系统的农机自动驾驶终端已达20万台(套),实现了跨企业农机作业数据整合,24小时动态监测水稻、小麦、玉米等主要粮食作物收获和拖拉机作业。
2023年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到5362亿元人民币,同比增长7.09%;其中由卫星导航应用和服务所衍生带动形成的关联产值达到3751亿元人民币。
探索太空求解未知,揭示宇宙自然现象及规律
探索太空,指以空间站、空间探测器等航天器为主要平台,开展空间科学探索。
空间站,是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。
目前,中国空间站全面建成,我们的太空之家遨游苍穹。
中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船(即已经命名的神舟号飞船)和货运飞船(天舟飞船)5个模块。
各飞行器既具备独立的飞行能力,又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体,在核心舱统一调度下协同工作。
截至2024年4月,我国已成功发射25艘载人飞船和货运飞船,先后将35人次送入太空。
中国航天探索太空的各项能力也不断提升。
比如,货物装载空间和物资上行能力大大提升。
相比于之前,新批次货运飞船密封舱装载能力由5.5吨增加至6.7吨,整船物资装载能力由6.9吨提高至7.4吨,上行载货比由0.51提高至0.53,运输效率位居世界第一。
此外,中国空间站作为国家太空实验室,成果转移转化成效显著,已安排在轨实施了100多个空间科学研究与应用项目,航天育种搭载实验3000多项,4000余项成果应用于各行各业。
这些科学实验和结果应用,促进了我国科技水平整体提升,造福国计民生。
空间探测器,又名深空探测器,是人类对远方天体和空间进行探测的无人航天器,是现阶段空间探测的主要工具。
按探测的对象,空间探测器包括月球探测器、行星和行星际探测器、小天体探测器等。
在月球及深空探测方面,我国成功发射6个月球探测器。
其中,嫦娥二号探测器在国际上首次获得7米分辨率全月图;嫦娥五号采用具有世界领先水平的月球轨道无人对接方案转移月壤,采样重量领先无人月球采样历史;嫦娥六号任务自发射后历经53天,11个飞行阶段,突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术,首次获取月背的月球样品,并搭载4台国际载荷,开展了务实高效的国际合作。
在火星探测方面,天问一号探测器的环绕器,经过多次精准近火制动,进入遥感使命轨道,获取覆盖火星全球的中分辨率影像数据,实现火星全球探测。
着陆巡视器巧妙利用悬停避障技术,通过实施气动减速、降落伞减速、动力减速和着陆缓冲,成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区;祝融号火星车发回的火星表面移动过程视频,是人类首次获取火星车在火星表面的移动过程影像。
环绕器和火星车均完成既定科学探测任务。
更多阅读:中国科协副主席、中国科学院院士、航天科技集团科技委主任包为民《中国航天:星空浩瀚 探索不止》
(策划:刘名美 审核:李艳玲)
宇宙中5颗奇特的系外行星,其表面的恶劣程度难以想象!
在我们的太阳系中一共有八颗行星围绕着太阳旋转,其中内侧四颗为岩石行星,外侧四颗为气态行星,不过行星并非是太阳独有,在宇宙中几乎每一颗恒星都拥有自己的行星,而这些行星被天文学家们称为系外行星。到目前为止,天文学家通过望远镜已经在宇宙中发现了超过5000多颗系外行星,而且在这数千颗系外行星中,还存在着远超出我们想象的奇特世界, 如有些行星的表面会下玻璃雨。有的会上演冰火两重天, 有的甚至还会逃离母星的控制,成为流浪行星,而今天便带你了解宇宙中奇特的5颗系外行星。1.HR 5183b行星HR 5183b行星是一颗气态巨行星,它距离我们大约为100光年,质量是木星的三倍,当时天文学家在发现它后,曾表示从未见过如此奇特的系外行星,因为它拥有奇怪的蛋形轨道,并且具有极高的偏心率,假如我们将他想象成太阳系的木星,那么其最远轨道能够达到海王星之外,可以想象到他的奇特之处。2.WASP-76bWASP-76b行星位于双鱼座方向,距离我们地球大约为630光年,他是一个绕着F型主序星运行的气态巨行星,其质量大约是木星的0.92倍,半径为木星的1.83倍,而它之所以独特是因为在它的表面会下铁雨,由于距离母恒星非常近,已经被潮汐锁定,因此它的一面总是朝向恒星,其白天温度高达2500C,以至于该行星上的铁元素都熔化成了气体。这些铁蒸气被强风吹到较冷的区域,并凝结成液滴形成铁雨。3.HD189733bHD189733b是一颗距离地球约63光年的系气态巨行星,质量比木星还要大13%,在2008年,天文学家通过偏振测量法测定,发现HD189733b的蓝色波段反照率高于红色,这意味着他看起来是一个美丽的蓝色星球。不过HD189733b虽然呈现出蓝色但并不是海洋,因为HD189733b表面温度极高,天文学家经过进一步分析发现,在它的大气层中富含硅酸盐,而这些硅酸盐在高温下熔化,然后形成了玻璃雨。这些玻璃雨在风速高达9000公里/小时的超音速风中呈弧形落下。4.开普勒10b开普勒-10b是开普勒望远镜发现被确认的第一颗岩质系外行星,距离地球大约为564光年,质量是地球的3.2倍左右,假如你能够置身于该行星表面会发现他这里如同地狱一般,由于距离主恒星非常之近,只有太阳至水星距离的20分之一,因此表面温度高达1300C,而在如此高温下,开普勒-10b上的铁和硅酸盐都成了熔岩状态,从而形成巨大的熔岩海洋。同时在强风的携带中,还会下熔岩金属雨5.流浪行星我们知道几乎每个行星都是围绕其母恒星运行,但在宇宙中也有特例。有些行星可能由于某种原因会逃离母恒星的引力控制,独自在寒冷的黑暗空间中徘徊。而这些行星被称为流浪行星,比如CFBDSIR2149便是一颗被恒星抛出的流浪行星。它的体积是木星的7倍,表面温度约为400摄氏度,是一颗只有5000万至1.2亿年历史的年轻行星,不过他是何种原因被抛出原来的行星系统,我们还不得而知!以上便是5个奇特的系外行星,看完不禁令人惊叹宇宙的奇妙和多样性。那么你觉得以上哪个最奇特呢,欢迎在下方评论留言!
科学发现:12.5光年外有一颗最近似地球的行星,或有外星人存在?
一百年来,科学家们采用越来越先进的仪器设备搜寻外星人,这些设备包括但不限于陆地和太空的各种类型天文望远镜、无人探测器等等,从近及远,希望在茫茫宇宙中找到知音。但一直都在失望中,太阳系没发现,远离太阳系亿万光年的深空也没发现。这至少说明了两个问题,一是就是在宇宙中生命和文明太稀有,知音难觅;二是人类的科技和探测水平还处于很低层次,无法发现即便近在咫尺的外星生命和文明。随着各种地面天文望远镜、太空望远镜的不断提升,科学家们的目光从太阳系内逐步转向太阳系外,寻找可能存在生命的行星。1992年美国阿雷西博天文台发现了第一颗太阳系外行星,迄今已经有5000多颗太阳系外行星被发现。科学家们按照地球生命孕育和存在条件来寻找地外星球的生命之源,即寻找所谓的宜居星球。地球是一颗具有岩石外壳的行星,这样才能够适宜生命在表面活动;其次地球存在液态水,海洋才是地球生命的摇篮。而适宜温度,是液态水存在的前提条件,目前地球平均气温约为15℃。科学家们认定这是目前认知生命存在的两个硬条件,系外行星如果具备这两个条件,就属于宜居星球。行星本身不发光发热,主要依靠恒星的辐射能量才能保持温度,这样宜居星球就至少要与主恒星保持一定距离,远了不行,近了也不不行;宜居星球还不能像太阳系木星、土星、天王星、海王星那样的气态行星,而是像地球、火星这样的岩石行星。符合这两个条件的行星极少,在已经找到的5000多颗太阳系外行星中,类地行星大约只有几百颗,宜居带行星只有几十颗。当然,除了以上最重要的两项条件,要让生命孕育和存活还有许多严苛的要求,这样科学家们弄了个地球相似度指数,英文为Earth Similarity Index,简称为ESI,就是根据行星半径、密度、质量、逃逸速度、表面温度、处在宜居带的位置等,通过公式量化打分,取值0~1之间,0代表完全不同,1代表完全相同。一般认为0.5分以下的行星是不适宜生命存在的,相似度越高,孕育和存在生命的可能性就越高。在我们太阳系,除了地球,还有三颗类地行星,它们的ESI值分别为:水星0.6,金星0.44,火星0.7。金星是距离地球最近的行星,且质量和地球差不多,又距离太阳系宜居带最近,为啥ESI反而只有0.44呢?这就是因为那里的大气和表面状态十分恶劣,被称为太阳系的地狱行星。而火星ESI值为0.7,是太阳系与地球相似度最大的行星,这也是科学家们正在努力奔赴火星,企图开发火星的原因。而太阳系外一些经过科学家们精挑细选出来的行星,却有不少高于火星ESI值的星球,如格利泽-832 c为0.81,开普勒-442 b为0.83,开普勒-62 e为0.83,格利泽-667 Cc为0.84,开普勒-438 b为0.88等。距离我们最近的恒星比邻星也有两颗行星,其中比邻星b的ESI值也高达0.86。而我们今天重点要说的这颗蒂加登星b星,ESI值竟高达0.95!这是迄今为止,科学家们在太阳系外发现与地球最接近的行星,说它是地球的表兄弟甚至亲兄弟都不为过,那么那里会存在蒂加登星人吗?现在开始说重点:蒂加登星b是一颗怎样的星球?2003年,科学家在白羊座发现一颗暗弱的恒星,被称为SO J025300.5+165258,距离我们12.5光年。这项发现是NASA一个研究小组在搜寻之前的小行星数据资料中意外找到的,由此就以这个研究小组组长、NASA天体物理学家博纳尔·蒂加登的名字命名,被称为蒂加登星。为了方便读者理解,这里简要说一下系外行星的命名规则。一般来说就是在发现的恒星后面加上小写字母a以后的英文字母,a一般用于恒星,不用于行星。因此某恒星系统第一颗被发现的行星就被称为某恒星b,其次就类推为c、d、e、f、g…等等。蒂加登星现在发现了两颗行星,被分别命名为蒂加登星b和蒂加登星c,我们要说的ESI值达到9.5的行星就是蒂加登星b。为什么其与地球相似度这么高呢?首先,其公转轨道处于蒂加登星的宜居带,因此其表面温度适宜,这样,这颗星表面就很可能存在着液态水;其次,这颗星是一颗类地行星,其大小约地球的1.05倍,也就是个头质量与地球差不多,生命承受的重力也与地球相当。这是宜居星球最重要的两项指标,蒂加登星b都符合,通过计算其ESI值达到惊人的9.5。但因此就认为那上面一定会有我们的知音,就有些过于乐观了。实际上,蒂加登星b还有许多与我们地球不一样的条件,有些甚至令人细思极恐。蒂加登星b的主恒星蒂加登星是距离太阳最近的恒星之一,排在第24位。但这颗恒星很小,是一颗红矮星,质量只约太阳的8.9%,表面温度只有约2600度,不到太阳的一半,光度只有太阳的约十一万分之一,视星等为15.4等,距离人类肉眼能看到的6等星亮度差了5757倍,因此很晚才被发现。由于恒星很小,亮度热度较低,其行星为了获得可保存液态水的温度就必须距离恒星较近,因此在所谓宜居带的蒂加登星b距离蒂加登星就只有约0.025天文单位,约375万公里,也就是约为地球与太阳距离的0.025倍,约水星与太阳距离的十六分之一。根据蒂加登星的亮度和温度,在这样一个距离相当在我们太阳系的地球和金星轨道之间,正好是在宜居带,让蒂加登星b的表面气温能够保持在0摄氏度以上,理论上应该比地球更热一些,具备存在液态水的条件。但这种距离不可避免可能会发生两个事件:其一,蒂加登星强大的引力潮汐力很可能早就将蒂加登星b潮汐锁定了,就像月球被地球潮汐锁定一样,永远一面朝着主星;其二,强大的恒星风让蒂加登星b的大气很难保留。这样,蒂加登星b会成为一个冰火两重天的世界,朝着主恒星的一面处于永远的白天炽热状态,水被蒸发殆尽,而背着主恒星的一面则永远处于黑暗的冰封酷寒中,连大气都被冻结。而且,许多红矮星都是耀星,所谓耀星就是恒星上每天会出现几次超级耀斑爆发,紫外辐射会瞬间增强几百乃至上万倍,在耀斑爆发的几分钟内,恒星都会由红色变成蓝色,这种强烈的紫外辐射会杀死行星上一切生命,同时吹跑行星大气。大气和地磁是地球生命保护的双重铠甲,蒂加登星b没有了大气和地磁保护,将受到来自蒂加登星的强烈辐射,生命很难存活。而且,这样近的距离让绕蒂加登星公转一圈只需约117个小时,每秒线速度约56公里。也就是如果那里真的有蒂加登星人,他们约4.9个地球日就过了一年。当然,由于已经被潮汐锁定,就没有了一年四季,倒也感觉不到一年的寒暑变化。那么,蒂加登星b在这样的环境下会有生命存在吗?现在还是个未知数,也只能是个未知数。因为人类现在的观测水平还很弱,无法看清那里的一切,甚至根本看不到蒂加登星b的存在,只是通过大型天文望远镜分析恒星的光变和引力摄动,来估计那里的情况。如果要证实那里到底有没有蒂加登星人,最好的办法就是到那附近去看一看。可惜,现在人类的航天速度还处于蜗牛时代,虽然无人探测器通过行星引力弹弓效应已经达到了秒速200公里,但载人航天的速度还只能勉强达到第二宇宙速度,也就是每秒11.2公里。如果要飞出太阳系,至少要达到第三宇宙速度,即每秒16.7公里。如果载人航天在短期内达到第三宇宙速度,按每秒17公里的速度飞到蒂加登星去,一切都顺利的话,旅途也要22万年;即便无人探测器200公里秒速,飞往蒂加登星也需要18700多年。因此,要去蒂加登星看一看的愿望,在今天还只能是个不切实际的梦。这样,那里有没有蒂加登星人,就无法定论了。不过科学家通过分析,认为那里的生命存在条件并没有上述说的那么悲观,主要原因如下:1、蒂加登星的年龄至少已经有80亿岁了,这样比太阳就大了约35亿岁,作为红矮星年轻气盛的耀星时期已经过去了,恒星运行已经平稳多了,因此对蒂加登星b就友好多了,不至于有那么恶劣的辐射环境。2、即便蒂加登星的大气被吹跑了,又没有地磁保护,但只要有海洋存在,同样可以孕育和生存生命,因为海洋可以隔离和吸收辐射,生命可以生存在深水里。3、即便被潮汐锁定,一面固定对着恒星,另一面永远得不到光照,但如果有空气流动的话,依然能够传递热量,让背面也能感受到温暖;而且,在晨昏带,就是白天与黑夜的交界处,还有一圈恒温带,完全适宜生命存在。4、相对太阳这样的黄矮星,红矮星寿命超长,因此具有让生命稳定生存很长的时期,这个时间长达几百上千亿年,蒂加登星寿命可达万亿年。而太阳寿命只有100亿岁,而且让地球生命宜居的时间只有10~15亿年。5、现在的蒂加登星b比地球年龄大了35亿岁,如果蒂加登星人像人类一样的时间出现,现在文明已经有35亿年了,那是何等先进的文明啊。所以,科学家们还是看好那里的生命,更期盼着那里出现文明。如果那里真的存在高级别文明,我们去不了,说不定哪天蒂加登星人就来到我们面前呢。