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中國大陸的太空發展
2022/05/23 05:21
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中國大陸的太空發展

 

一、中國大陸展現航天大國地位 

   中國大陸自1970年發射第一顆人造衛星東方紅一號以來,太空探索一直是長期的國家科研目標。2003年,第一位中國宇航員楊利偉乘坐神舟五號飛船繞地球軌道飛行14圈,中國從此成為第三個獨立將宇航員送入太空的國家。中國的太空夢要在2045年超越美國成為全球領先的太空強國。中國航天局2020年預算僅89億美元,而美國宇航局NASA預算高達230億美元遠超中國,但美國能做的太空開發中國也都能做。中國已登陸月球及火星並完成了北斗衛星組網,而空間站的建設也將在今年完成。中國立志成為世界科技強國,太空計劃是一個國家增強其工業和經濟實力以及展現國家技術能力的一種方式。中國積極發展航天事業,此前已成功發射火星探測器,並成為首個實現航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察的國家。神舟十三號載人飛船在為期半年的任務期間,開展了兩次“天宮課堂”,在空間站進行太空授課,觀眾與航天員的實時互動展現了中國航天技術的成就,將會鼓勵和推動年輕一代從事科研工作。 

   中國在2016-2021年間進行了207次太空發射,是之前5年的兩倍。2021年中國完成了55次太空發射,2022年初,中國大陸國務院發布《2021中國的航天》白皮書,介紹2016年以來中國航天活動主要進展、未來五年主要任務,2022年計劃安排40餘次宇航發射任務,其中載人航天任務6次。航天夢是中國強國夢的重要組成部分。美國科技網站Ars Technica發文稱,自2010年以來,中國航天事業的飛速崛起是全球航天領域最大變化之一。在軌道發射方面,2022年全球的數量可能會再創新高,中國的航天事業也將繼續高速發展。近年來,從“天和”入九天,到“天舟”完成運貨;從“祝融號”巡遊火星,到中國航天員“入住”太空,見證了中國太空探測能力的持續增強。中國已批准探月工程四期任務,包括嫦娥六號、七號和八號任務,這3個任務將在未來10年內陸續實施。探索未知宇宙、發展航天技術是人類的共同事業,需要各國通力合作。根據2021中國航天白皮書,中國除了向委內瑞拉、蘇丹和阿爾及利亞交付衛星外,還完成了巴基斯坦遙感衛星一號的在軌交付。此外,中國還與巴基斯坦、沙特阿拉伯、阿根廷、南非、阿爾及利亞、泰國等國家開展衛星導航合作。白皮書公佈中國將與俄羅斯聯合執行月球科研站計劃。進入空間站階段,中國將繼續加大國際合作與交流使中國空間站成為造福全人類的太空實驗室。空間站艙段有科學研究裝置及通用設備,便於未來邀請外國研究人員參與科研。中國空間站是歷史上此類項目首次向聯合國會員國開放。目前,已經有17個國家、23個實體的9個項目,成為中國空間站科學實驗首批入選項目,法新社稱中國空間站將成為國際太空合作的重要平台。 

二、中國擘畫未來太空發展藍圖 

    根據科技日報報導,中國大陸發布了《2021中國航天》白皮書,擘畫了未來五年中國的太空發展藍圖,引起英國《自然》雜志關注,刊發了題為《小行星、哈勃競爭者以及月球基地:中國勾勒太空發展藍圖》的文章。文章指出,中國已經在太空探索方面取得豐碩成果,其對太空探索的雄心壯志也愈加積極,未來五年,中國希望朝小行星發射無人探測器,建造一座可與哈勃太空望遠鏡媲美的太空望遠鏡,並打造天基引力波探測器。中國科學院高能物理研究所研究員張雙南對《自然》雜志表示:“中國對宇宙探索的投資持續增加。”中國計劃發射小行星探測器,對近地小行星進行採樣,並研究具有類似小行星軌道的冰凍彗星,這項任務以明朝下西洋的鄭和命名。鄭和號探測器將是中國首顆小行星探測器,可能在2024年發射,鄭和號將在太空旅行十年。鄭和號將登陸繞地球運行的近地小行星並採樣。科學家們希望通過對它的研究,能夠深入了解太陽系早期的模樣。2026年,鄭和號將返回地球軌道,並把在小行星上採樣送回地面。然后,鄭和號將利用火星引力飛往彗星,擬於2032年抵達並對該彗星進行探測。中國航天科技集團今年發射計劃還包括首次發射長征-6A運載火箭以及多型商業運載火箭。長征-6A中型運載火箭是中國研發的第一款固液混合燃料的火箭,中國今年已經成功發射二次高通量通信衛星,包括1月17日用長征-2D運載火箭發射的試驗13號衛星,試驗13號衛星是一顆通訊能力空前的衛星,「將極大促進中國衛星通訊技術」。 

    中國大陸去年12月批准了三次登月任務,所有任務都集中在月球南極,中國考慮在那裡建立月球基地。擬於2024年發射的嫦娥七號探測器將對月球南極進行詳細勘測,包括繪制該地區陰影隕石坑中冰的分布圖。嫦娥六號將帶回月球極地的土壤樣本。科學家可利用這些樣本內的冰研究月球的歷史。嫦娥八號預計2030年發射,它將測試月球科研站的核心技術。國際月球科研站是2025年以后中國月球任務的重點項目,俄羅斯和中國將簽署共同建設國際月球科研站的政府間協議。去年5月,“天問一號”火星探測器所攜帶的“祝融”號火星車成功降落在火星北半球的烏托邦平原南部。中國未來的火星採樣任務可能在2028年發射。未來五年,中國將完成木星系探測等關鍵技術攻關。媒體報道稱,這項任務最早可能在2029年發射。張雙南表示:“深空當然是中國認為能獲得很多科學突破的另一個領域。”此外,中國還將目光投向探索太陽系的邊界,將論証太陽系邊際探測等實施方案。中國大陸還希望發射“太極”天基引力波探測器,如果發射成功將是首個天基引力波探測器。與高新激光干涉儀引力波天文台等地面探測器相比,天基探測器將觀測到頻率更低的波,使其能夠探測質量更大的黑洞,包括早期宇宙中的黑洞等。 

三、中國大陸的太空探索成就 

(一)空間站的建設

   2021年4月29日,中國發射了天和核心艙,這是天宮空間站的第一個模塊。今年將進行6次同空間站對接的發射,其中有兩次貨運飛船發射,以及兩次載人飛船發射,以及問天實驗艙和夢天實驗艙的兩次發射。空間站將為研究從生活在微重力環境中的長期影響到研究流體和材料在地球以外的行為方式等各個方面提供實驗室空間。除了空間站,中國還想發射一個空間望遠鏡,其大小與美國宇航局的哈勃望遠鏡相似。天宮將在 2023 年投入使用,恰逢國際空間站的使用壽命即將結束。天宮空間站一直被中國當作科技強國、航天強國的標誌。中國航天公司計劃2022年進行50多次宇航發射,把至少140個航天器送進太空,其中包括全面建成常年駐人的天宮空間站。

(二)月球探索

中國探月計劃的第一次任務嫦娥一號於2007年到達月球軌道,六年後,它在月球表面著陸了一個機器人漫遊車,運行了31個月。2019年,嫦娥四號成為第一艘在月球背面著陸的航天器——月球背對地球,很難與太空溝通。2020年底,嫦娥五號在月球取土壤樣並帶回地球。到 2027 年計劃再進行三次月球任務,為未來的中國月球基地奠定基礎,該基地將由太空人永久居住。

(三)火星探索

    中國的天問一號火星軌道飛行器實現了從地月系到行星際探測的跨越!去年5月,天問一號火星探測器所攜帶的祝融號火星車成功降落在火星北半球的烏托邦平原南部。在短短幾個月內,中國的火星任務天問完成了令人驚嘆的三項成就:2月進入軌道,5月14日降落在紅色星球烏托邦平原,幾天后,祝融火星車巡走火星地面。到達火星很難但著陸更難,祝融重約 240 公斤,是美國宇航局“毅力”質量的四分之一,它的儀器,包括照相機、探地雷達和磁場探測器,將研究行星的表面、地形、大氣和地質,特別是冰的分佈——這可能是人類游客的有用資源。中國希望在 2028 年之前向火星發送第二個著陸器,並最終從這顆紅色星球帶回樣本。未來的任務還可能包括來自小行星的樣本返回任務、彗星的飛越以及金星和木星的軌道天文台。中國也在繼續開發新的航天器。有傳言說它正在研製一種可重複使用的太空飛機。據報導,中國航天局希望在將宇航員送上火星的競賽中擊敗美國宇航局。

(四)打造巡天空間望遠鏡

   中國大陸計劃發射名為“巡天”的太空望遠鏡,該望遠鏡將以與NASA哈勃太空望遠鏡相同的波長成像。雖然“巡天”望遠鏡的尺寸較哈勃小,但其視角是哈勃的300多倍,可以探測更廣闊的天區,這將使它能夠探測到比哈勃探測到的大得多的宇宙天體。按照計劃,“巡天”望遠鏡工作前十年的大部分時間將致力於通過對天空的廣泛觀察來了解宇宙的歷史和演化。此外,該望遠鏡將定期與中國的天宮空間站對接,以加油並進行維護。詹虎說,“巡天”望遠鏡擬於2023年底前交付,並計劃於2024年發射。 

四、中國太空發展對國際影響 

   中國的太空技術發展完全自力更生,這些偉大的成就提升了中國的威望及對世界的影響力。中國於2020年6月23日完成北斗三號全球衛星導航系統的衛星組網,雖然中國有新冠疫情、洪災、糧食供應等問題,但從北斗三號及天問一號的太空活動看來,仍無減緩太空發展的進度,並將太空發展視為國家重要成就之一。中國的北斗導航系統研發成功具有重大戰略意義,不再受制於美國的獨家GPS導航系統,軍事領域的導彈導引將更準確,北斗導航提供全世界更好的導航服務,增大了中國對全球的影響力。全球長期以來都是以美國的 GPS 為主導,中國完成北斗佈署除了降低對GPS的依 賴外,也可藉由一帶一路,輸出支援北斗系統的產品,擴大在一帶一路範圍國家的影響力。美國2019年的《中國軍力報告》指出,解放軍正積極發展太空戰略並增進太空的情報監偵能力,利用通訊衛星及導航衛星發展太空及超高速武器。在與美國關係日益緊張時,北斗系統還能監控南海與台灣的安全問題,有利於中國監測全球和太空行動。中國是全球第一個在第一次任務中就完成火星環繞及著陸探測的國家,其政治影響力和國家威望足以與美國抗衡。天問一號的火星探測成功奠定了中國在太空探測的地位。2021年中國完成了55次太空發射,中國航天科技集團進行了其中48次發射,這些太空發射還不包括高超音速軌道飛行器試驗。美國的《太空新聞》網站報導預測,在2022年還會有更多的商業機構加入中國的航天發射計劃。中國的民營企業藍箭航天空間科技公司也開始發射探空火箭計劃在今年第一季射朱雀-2號火箭,那是該公司自主研發的用液氧甲烷做燃料的中型運載火箭。



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