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星空浩瀚无比,探索永无止境。我是太空娜些事儿的娜姐,今天我带领大家一起看看太空技术的革新。
2022年,中国航天迎来了新时代中国航天发展的蓬勃发展,从“力箭”出鞘到“夸父”探日;从“捷龙”首飞到“太空之家”遨游苍穹,在过去的一年中我们成功完成了64次发射任务,这一成就再次创造了历史新高;在空间站建造的六次飞行任务中,所有任务均已圆满完成,,载人航天工程的“三步走”也战略圆满收官。
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2023年,中国航天仍将以奋进的姿态向前进发。
全年计划实施近70次发射任务,计划安排60余次宇航发射任务,发射200余个航天器,载人空间站将进入常态化运营模式,全面推进探月和行星探测工程,长征六号丙运载火箭首飞……中国航天开启高质量、高效率、高效益发展新征程,我们探索太空的脚步将迈得更稳更远!
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载人航天领域
国内
一、空间站的使命
2022年全面建成的中国空间站2023年已进入应用与发展阶段,转入常态化运营模式。届时,娜姐认为我国航天事业又迎来了新的春天!中国航天站即将完成1次货运飞船、2次载人飞船发射任务和2次返回任务,我们将再次看到中国空间站六舱构型(三舱三船)也会有六名航天员同时在轨!
空间站三舱将以“T”为基本构型长期飞行,实现航天员及货物的连续出舱任务,支撑空间科学、材料与技术试验项目,并进行空间站设施设备的维护维修和技术升级。由于空间环境复杂,舱内环境恶劣,因此必须对载人系统、舱外航天服、仪器舱、有效载荷及其他辅助装置提出相应的要求。全年空间站的在轨任务及载荷支持比较困难,对地面支持与研制任务比较繁重。
载人飞船的任务将维持高密度、多船并行的研制状态,每半年发射一艘飞船已是家常便饭。未来几年内,我国的航天发射活动将会出现新特点和新亮点。不久前天舟六号货运飞船和神舟十六号载人飞船成功入轨,根据规划,10月将发射神舟十七号载人飞船。由天舟六号货运飞船运输生活物资、试验设备、驻留消耗等。在载人飞行任务中,将实施航天员出舱活动和货物气闸舱出舱任务,开展空间科学实验和技术试验,开展平台管理常规工作、航天员保障相关工作以及科普教育等活动。
从发射任务安排可以看出,不同于此前空间站任务中货运飞船与载人飞船“1:1”的安排,此次天舟六号货运飞船将为后续两个乘组提供补给。一方面因为此次天舟六号货运飞船为改进型飞船,扩大了密封舱容积,增加了货物运输能力,另一方面空间站再生利用的效能也在提高,水的循环利用率可达90%以上,制氧量也基本实现自给自足。
娜姐说:
最近空间站任务中,载人航天领域特别值得注意的一个方面,就是第三批航天员,在经历了几年的训练后,正式登上空间站的舞台,神舟十六号乘组中载荷专家的新岗位、新面孔的亮相,让大家更加期待中国航天。拿这次神舟十六号举例,桂海潮可谓是火的出圈儿了,分析原因,第一,他是目前公开的第一位不穿军装的航天员,我国第一和第二批航天员都是空军的飞行员出身,如此“平民化”的出身,让大家倍感亲切。第二,他是小镇做题家,高校中的老师,这更让广大老师和学子感到兴奋,从而更加希望了解航天,第三,在非常关键的选拔中,桂老师能戴着眼镜入选,几乎所有人都在期待,在航天技术越来越趋于成熟的今天,是否不那么完美的自己,有一天也能圆个航天梦。
二、我国首个大型巡天空间望远镜有望“飞天”
在今年年末中国航天领域最值得关注的就是中国巡天空间望远镜(CSST)了。CSST的主要使命是“巡天观测”,也就是对天体进行普查,能够清晰、精细地观察到成千上万的星系,带来全景式宇宙高清图,其视场约是哈勃望远镜的300倍。CSST与空间站共轨飞行,还能停靠空间站进行燃料补给、设备维护升级工作。
此前有消息表示,巡天空间望远镜计划于2023年发射,开展广域巡天观测,还将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量、系外行星与太阳系天体等方面开展前沿科学研究,有望取得一批重大创新成果。
首批国际合作项目也有望入驻。中方与联合国外空司、欧洲空间局共同遴选的多个空间科学应用项目正在按计划实施,相关载荷将于2023年开始陆续进入中国空间站开展实验。
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国外
2023年波音公司“星际快车”将迎来首次载人飞行试验及首次正式飞行任务。内华达山脉公司和美国宇航局合作开发的“追梦者”小型航天飞机也要在今年夏天首飞其货运型号。该航天飞机采用垂直起飞、水平着陆的飞行模式,有望显著拓展从国际空间站返回的“窗口”,后续将拓展的载人型号,能载7人天地往返。
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印度载人航天在2023年的表现值得关注。2023年印度将迎来自己的“神舟一号时刻”,开展其载人航天计划的首次无人试飞。预计2024年“宇宙飞船1号”的缩小版飞船将执行印度首次载人航天任务,印度力争早日成为第四个自主掌握载人航天技术的国家。
2023年面向非专业人士的载人航天活动也会有不少亮点。公理太空公司要在2023年开展3次太空旅行。同样使用SpaceX运载工具的“北极星”计划也将在今年4月首飞,绕地球五天。按计划,太空游客会在约500公里的轨道高度进行出舱行走。
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娜姐说:
刚刚结束的中国科技馆的中科院空间应用展,巡天的体验区,人满为患,大家争着先睹为快。巡天光学望远镜有望在两年内发射,巡天望远镜升空之时,它将会作为中国的宇宙之眼,覆盖17500平方度的天区,比如说山坡上有一群羊,哈勃望远镜,它每一次的视场只能看到一只,但是我们的巡天望远镜就可以一下子拍出成百上千只的羊,会大大的增加我们拍摄的宽度以及效率,多家国际主流媒体均把中国巡天望远镜列入2023年可能发生的世界科技热点事件,认为它的飞天将与美国发射新型火箭、启动小行星采矿任务等成为人类探索或利用太空新的年度里程碑。
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深空探测领域
国内
探月工程四期全面推进
在探月工程领域,今年我国将全面推进探月工程四期。探月工程四期一共包括4次任务,嫦娥四号已经实施完成,春节前夕,玉兔二号月球车自主唤醒,迎来第51个月昼工作期。另外还包括嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号任务。其中嫦娥六号将从月球背面采集更多样品,争取实现2000克的目标;嫦娥七号准备在月球南极着陆,主要任务是开展飞跃探测,争取能找到水;嫦娥八号准备在2028年前后实施发射,嫦娥七号和嫦娥八号将会组成月球南极科研站的基本型,有月球轨道器、着陆器、月球车、飞跃器以及若干科学探测仪器。
2023年我国还将推进行星探测工程,开展”天问二号“行星探测器等型号研制工作。3月初,国家航天局探月与航天工程中心发布相关通知指出,天问二号任务已正式获得国家批准立项,计划通过一次发射,实现从近地小行星2016 HO3采样返回地球,之后前往主带彗星311P开展伴飞探测。
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国外
欧空局准备4月将启动“木星冰月探测器”任务。探测器预计在2030年抵达木星轨道,探测器将在木星及其卫星上寻找可能存在生命的痕迹。
俄罗斯计划于2023年7月发射“月球25号”探测器,拟携带约30公斤科学设备,着陆于月球南极陨石坑,可以开展多种实验并采集月球风化层样本。
印度拟于2023年中期发射“月船3号”着陆探测器,第二次尝试将探测器送上月球,同样在月球南极附近着陆。另外还发射“阿迭多”-L1太阳探测器,主要研究日冕状况。
2022年12月11日,日本民企的“白兔-R”着陆器携带着阿联酋的拉希德号月球车、美国的“月球手电筒”探测器,开始向月球进发,计划于2023年4月在月球东北部的阿特拉斯环形山附近着陆。日本的SLIM探测器计划今年发射,尝试着陆于月球赤道附近酒海的小火山口上,争取把月面着陆误差范围控制在100米以内,利用人脸识别系统技术来探测月球陨石坑,开展自主避障。
对于更遥远的宇宙深空,各国在2023年也计划开启一系列项目。欧空局的欧几里德空间望远镜按计划将在2023年12月发射升空,围绕太阳运行6年并大量拍照,以便创建宇宙三维地图。日本即将发射X射线成像和光谱任务望远镜,重点探测来自遥远恒星和星系的X射线。
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娜姐说:
从古至今,人类举头望月,各种描写月亮的诗篇,却极少有人意识到,亿万年来,人们只能看到它的一面。地球的引力使月球绕地球一圈的公转周期完全等于月球自转周期,所以从地球上就只能看到它固定朝向地球的一面,而我们完全看不到也无法触达的,是月球背面。月背的探测是中国航天的首个世界第一,是人类航天史上的重大突破,这一次,在一直以美俄领跑的航天进程中,中国人交出了一份漂亮而珍贵的答卷。
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新型火箭千帆竞发
一、重型火箭工程具备立项条件
我国重型运载火箭的研制一直备受关注。目前重型火箭系列化构型总体方案已经明确,发射场测控等系统方案论证也同步开展,目前已经具备工程立项条件。后续将开展工程立项申报工作。
重型火箭任务覆盖面广、应用场景丰富,是月球科研站建设、月球资源开发与利用,火星科研站建设、载人火星探测等大规模深空探测活动实施的基础保障。
我国重型火箭基本型为三级串联构型,地月转移轨道运载能力约50吨,用于执行深空探测任务,起飞重量约4000吨,起飞推力约6000吨,全箭高度约110米,箭体结构直径达到10米级,一子级具备重复使用能力。在基本型基础上,取消三子级形成两级串联构型,用于执行近地轨道任务,其低轨运载能力约150吨。顾明坤说,未来将攻克二子级轨道再入重复使用关键技术,研制具备完全重复使用能力的重型运载火箭。
我国重型火箭具备良好的研制基础。重型运载火箭关键技术攻关及方案深化论证阶段于2016年6月正式批复立项,目前12项一级课题全部完成,一批关键技术取得突破,计划今年完成结题验收。顾明坤表示,凭借已取得的最新成果,在保障条件及时到位的情况下,我国重型火箭可在立项后10年左右完成工程研制。
今年长征系列运载火箭累计发射次数将突破500次,长征六号丙火箭将会迎来首飞,进一步完善中国运载火箭型谱。
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娜姐说:
一切航天器在太空的运行,第一步都是有赖于火箭送入轨道,近年来,马斯克在火箭上的成就有目共睹,每一次发射不管是否成功,都会迎来世人的关注,SpaceX公司为代表的新型私营航天公司进入航天领域,使世界航天届发展逐渐呈现出信息革命的趋势,我们在商业航天的道路上,也不断摸索和探索,商业航天发射场也逐步提上议事日程,在保证大推力及可靠性的基础上,可复用及低成本技术发展路线,才可继续保持长征火箭在国际市场上的高可靠品牌优势。
总之,在2023年各国将有一系列航天发射计划力争如期履行,亮点纷呈,各有特色,相信广大航天爱好者和业内人士都将酣畅淋漓地享受“盛宴”。
每周五娜姐讲航天。大家还想看什么航天话题,还有哪些想了解的独特视角,欢迎下方留言~
作者:韩娜
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