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中國太空實力提升國際地位
2022/07/05 07:29
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中國太空實力提升國際地位

 

一、中國大陸太空發展迅速重建漢唐國威 

   中國大陸目前在太空發展領域表現卓越,不但技術水平不輸美國且漸有超越之勢,將中國整體形象大幅提升,儼然有漢唐盛世再現的架式。中國國務院新聞辦公室發布的《2021中國的航天》白皮書稱2016年以來,中國航天進入快車道,北斗衛星導航系統建成開通,高分辨率對地觀測系統建成,衛星通信廣播服務能力增強,探月工程“三步走”圓滿收官,中國空間站建設全面開啟,“天問一號”實現了火星探測,中國始終把發展航天事業作為國家整體發展戰略的重要組成部分。2016年以來,截至2021年12月,共完成207次火箭發射任務,長征系列運載火箭朝向無毒、無污染、模塊化、智慧化方向升級換代,長征八號及長征七號甲實現首飛,長征十一號實現海上商業化應用發射,捷龍一號、快舟一號甲、雙曲線一號及穀神星一號等商業運載火箭成功發射。可重複使用運載器飛行演示驗證試驗取得成功。衛星遙感系統,高分辨率對地觀測系統天基部分基本建成,對地觀測邁進高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率時代。陸地觀測業務服務綜合能力大幅提升,成功發射“資源三號”03星、“環境減災二號”A/B星、高分多模綜合成像衛星、高光譜觀測衛星以及多顆商業遙感衛星等。海洋觀測實現全球海域多要素、多尺度、高分辨率連續覆蓋,成功發射“海洋一號”C/D星、“海洋二號”B/C/D星。大氣全球化、精細化綜合觀測能力實現躍升,成功發射新一代靜止軌道氣象衛星“風云四號”A/B星,實現全天候、精細化、連續大氣立體綜合探測和快速響應災害監測。北斗三號全球衛星導航系統全面建成開通,正式進入服務全球新時代。 

  在載人航天方面,天舟一號貨運飛船成功發射並與天宮二號空間站成功對接,突破並掌握貨物運輸、推進劑在軌補加等關鍵技術,載人航天工程第二步圓滿收官。“天和”核心艙成功發射,標誌著中國空間站建造進入全面實施階段。“天舟二號”“天舟三號”貨運飛船和“神舟十二號”“神舟十三號”載人飛船成功發射,先後與“天和”核心艙快速對接,形成空間站組合體並穩定運行,6名航天員先後進駐中國空間站,實施出艙活動、艙外操作、在軌維護、科學實驗等任務。在月球探測方面,嫦娥四號探測器通過鵲橋衛星中繼通信,首次實現航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察。嫦娥五號探測器實現月球取樣返回,探月工程“繞、落、回”三步走圓滿收官。在火星探測方面,天問一號火星探測器成功著陸,祝融號火星車開展巡視任務,在火星上首次留下中國人的印跡。航天發射場改善方面,酒泉、太原、西昌發射場適應性改造完成,酒泉發射場新增液體火箭商業發射工位,文昌航天發射場進入業務化應用階段,海上發射平台投入使用,填補了中國海上發射火箭的空白。 

二、中國大陸的太空事業飛躍發展擠身世界領先大國 

   經過60多年的發展,中國大陸的航天工業具備了五個能力:  

(一)製造火箭進入太空的能力

   研製各式長征運載火箭,可發射遍及高、中、低軌道的衛星,長征一號是為發射中國第一顆人造衛星東方紅一號而研製的3級運載火箭。1970年4月24日,長征一號火箭首次發射,順利送入軌道獲得成功。長征二號捆綁式火箭首次採用助推器捆綁分離技術,大幅提高火箭運載能力,幾十年來,長征系列火箭從常溫推進到低溫推進、從串聯到捆綁、從“一箭一星”到“一箭多星”、從發射衛星到發射載人飛船、空間探測器,現具備發射各種航天器的能力。其中長征2號F運載火箭近地軌道運載能力8.1噸,是中國首枚載人運載火箭,增加了故障檢測處理和逃逸系統,航天員的安全性達99.7%。長征3號子系列火箭目前主要用於發射高軌道航天器。長征3號B運載火箭可將5.5噸有效載荷送入地球同步轉移軌道,是目前中國發射國內外地球靜止衛星的主力火箭。長征4號子系列火箭目前主要用於發射極軌道航天器。2015年9月20日,長征6號新一代小型液體火箭把20顆衛星送入預定軌道。2015年9月25日,長征11號運載火箭將4顆小衛星送入軌道。作為“長征”家族中第一型和唯一型的固體火箭,實現了我國運載火箭24小時快速發射的跨越,可滿足應急情況下微小衛星發射需求。2016年6月25日,新一代中型運載火箭長征7號首射成功。它有著運載能力高、綠色環保、價格低以及可重複使用等優點。2020年12月22日,長征八號以一箭五星的方式在海南文昌首飛成功。 

(二)衛星的製造能力

   中國已經自行研製發射了幾百顆人造衛星,包括通信、遙感、導航定位、科學實驗衛星等,為各個領域提供服務。在人造衛星領域,中國能獨自研製、發射試驗衛星、科學衛星和應用衛星3大類衛星,達到國際先進水平。在試驗衛星方面,2012年發射的實踐9號A衛星、實踐9號B衛星是民用新技術試驗衛星系列的首批星。2015年,發射了通信技術試驗衛星1號和吉林1號技術驗證星。   在科學衛星方面,中國在2003年、2004年分別發射了探測1號、探測2號衛星,它們分別對地球近赤道區和極區兩個地球空間環境變化最為重要的區域進行寬能譜粒子、高精度磁場及其波動的探測。2015年12月發射的“悟空”暗物質粒子探測衛星是中國第一顆天文衛星。2016年4月6日,中國首顆微重力科學實驗衛星——實踐10號升空,專門用於微重力科學和空間生命科學空間實驗研究。2016年8月16日,中國發射墨子號量子科學實驗衛星,在國際上首次實現星地自由空間量子密鑰生成和分發、量子力學基本問題及非局域性檢驗等具有重要科學和實用意義的實驗。中國已先後研製、發射和應用了3代固定通信衛星、一代數據中繼衛星、一代移動通信衛星。2016年8月6日,中國首顆移動通信衛星——天通1號的01星升空標誌中國正式進入了地球同步軌道移動通信衛星俱樂部。中國幾乎每週都有新衛星升空,包括天繪、高分、通訊、陸地探測、試驗、資源及遙感等衛星。 

(三)載人航天能力

   1999年中國發射第一艘無人飛船後,連續發射了神舟2號、神舟3號、神舟4號,接著又發射神舟5號首次載人飛船,目前神州14號正在太空站執行任務。載人航天是航天技術向更高階段的發展。目前,中國先後發射了14艘宇宙飛船和天宮1號、天宮2號空間實驗室,突破和掌握了載人天地往返、空間出艙活動、空間交會對接載人3大航天基本技術,成為世界上第3個獨立掌握了載人航天技術的國家。1992年9月21日,中國的載人航天工程正式啟動,採用“三步走”的發展戰略。第一步是研製載人飛船,實現我國載人航天的歷史性突破。這已通過神舟5號、6號載人飛船完成。第二步是突破和掌握航天員太空行走、空間交會對接兩項關鍵技術,發射空間實驗室和貨運飛船,這是建造空間站的前期準備。這已通過神舟7號航天員翟志剛進行太空行走拉開序幕。第三步是在2022年完成建造空間站,成為太空技術研究試驗基地。此後,將以空間站建設和應用為基礎,以載人月球探測為新突破,以支撐國家發展利益向地月空間拓展為目標,研究制訂新形勢下載人航天發展的新戰略。 

(四)建立月球探測能力

 深空探測是了解地球、太陽系和宇宙,進而考察、勘探和駐留在太陽系內其他天體的第一步。中國於2004年開展了以月球探測為起點的深空探測,雖然起步晚但進展迅速。中國探月工程分為繞、落、回三個階段,都已成功完成。2007年10月24日,中國首個月球探測器嫦娥1號繞月探測器獲取了全月球影像圖、月表化學元素分布、月表礦物含量等科學研究成果,填補了我國在月球探測領域的空白。接著落月探測通過嫦娥2號、3號、4號完成,2013年12月2日成功發射的嫦娥3號落月探測器首次實現了中國對地球以外天體的軟著陸,中國成為世界上第3個掌握落月探測技術的國家,嫦娥5號也完成了月球取樣任務。 

(五)建立火星探測能力

   天問一號火星探測器於2020年7月23日由長征五號遙四運載火箭從海南文昌太空發射場發射升空,在地火轉移軌道飛行約7個月後到達火星附近,在2021年2月10日完成火星捕獲後進入環火軌道。之後天問一號陸續展開著陸、巡視等火星科學探測任務。天問一號所攜帶的「祝融號」火星車在火星烏托邦平原南部預選著陸區成功著陸是繼美國後成功著陸火星的國家。 

三、中國大陸火箭技術新發展 

(一)海上發射火箭

   中國的首次海上發射是在2019年6月,運載氣象監測衛星的長征11號運載火箭從黃海的移動發射平台上起飛。2020年9月15日,長征11號運載火箭在黃海海域,採用“一箭九星”方式,成功將吉林一號高分03組衛星送入太陽同步軌道。2022年4月30日,長征11號運載火箭在黃海南部以“一箭五星”方式將吉林一號高分系列衛星送入軌道。長征11號運載火箭是中國航天科技集團公司一院研製,主要用於太陽同步軌道和近地軌道載荷發射任務,截至目前,長征11號運載火箭共進行13次發射任務,其中10次為陸上發射,3次海上發射,共計將58顆衛星送入太空。與陸地火箭相比,海上發射運載火箭具有四大優勢:(1)可提昇運載能力,如果運載火箭在赤道附近發射,能夠最大限度地利用地球自轉速度,節省推進劑消耗量,從而提高火箭的運載能力。(2)可執行特殊軌道任務,小傾角衛星可以實現對某一地區的高頻次重訪,有利於數據獲取,如果火箭從赤道附近發射,可以避免衛星軌道傾角變化消耗能量,既能提高火箭執行該類任務的運載能力,也可以有效的提高衛星在軌壽命。(3)安全性高,海上發射由於遠離人口稠密區,火箭落區可選擇範圍很大,對火箭而言發射軌道設計更加方便,同時落區安全性也可以大幅提升(4)高效率低成本。據《今日宇宙》報導,中國正在山東海陽沿海建造一個發射火箭的漂浮太空港,中國「東方航天港新型海上發射船」已經在山東海陽市開始動工建造,預計2022年完成建造並正式投入使用。並揭露該船船長162.5公尺、寬40公尺,以模組化系統設備支援發射作業,可滿足現役及研發中的中大型固體運載火箭、中小型液體運載火箭的發射與回收等需求。中國航太專家表示,海上發射平台可提高衛星發射能力,在戰爭期間可迅速補充被敵人摧毀的軍用衛星。外界更關心的是中國擴張在海上發射火箭的能力,可能在軍事上增加洲際飛彈的發射台。 

(二)中國百千瓦級霍爾推力器性能達到國際先進水平

    航天科技集團五院510大功率霍爾電推進技術獲得重大突破,單通道霍爾推力器(HET-450)以氙為工質最大功率到105千瓦,最大推力達到4.6牛,以氪為工質最高比沖超過5100秒,標誌中國百千瓦級霍爾推力器性能達到國際先進水平。大功率電推進是中國先進宇航動力領域的戰略方向,大功率霍爾電推進具有推功比高、推力大的突出優勢,是目前最接近空間應用的國際主流大功率電推進技術路線。中國掌握了多項擁有自主知識產權的核心技術,有望在載人登月、在軌服務等航天強國建設的里程碑式任務順利實施提供關鍵技術支撐。 

(三)共享火箭模式發射成功 

   近年來,共享經濟以資源使用最大化、體量價值高、服務質量標準化的優勢特點,日益成為一種重要的經濟形態或模式。隨著技術發展,衛星小型化和輕量化已得到廣泛認可,加上在軌驗證的發射需求,小衛星發射需求大幅增加,中國商業航天發展迅猛,商業市場發射機會“供不應求”。2019年,作為有著四十多年曆史的國際商業航天老牌發射服務商,長城公司把多年國際項目運營經驗運用到國內項目,在國內首次提出“共享火箭”發射服務商業模式,為小衛星發射尋求高性價比、高可靠性的解決方案。2021年4月27日,中國大陸長征六號遙五火箭在山西太原衛星發射中心以「一箭九星」的方式發射成功。上述九顆衛星分別由七間單位研製,首創「共享火箭」模式發射。長城工業公司表示,「共享火箭」發射是商業發射新模式,在合適的搭載機會日益稀缺的情況下,預計將成為受市場歡迎的商業發射模式,並能在不斷趨於成熟的過程中提供越來越具有性價比的小衛星發射服務。2022年3月5日,長征二號丙運載火箭在西昌衛星發射中心點火升空,成功將銀河航天公司2批6顆衛星送入預定軌道,這是繼2月27日圓滿完成長征八號運載火箭一箭22星發射後,時隔6天再次成功執行的商業航天發射任務。 

(四)25噸級膨脹循環氫氧發動機核心技術突破可用於載人登月

   中國的重型火箭25噸級膨脹循環氫氧發動機首台推力室擠壓試驗取得圓滿成功,該發動機採用閉式膨脹循環系統方案,具有高性能、高可靠等優點,具備多次起動和大範圍變推力調節能力,是大型、重型運載火箭上面級和空間飛行器的優選動力,可用於載人登月、載人登火和深空探測等複雜航天任務。該型發動機是目前世界推力最大的膨脹循環氫氧上面級發動機,推力是中國現役上面級氫氧發動機的3倍,比衝等性能指標顯著提升,達到世界先進水平,是由航天大國邁向航天強國的標誌性產品。

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1樓. 時尚潮鞋
2022/07/05 18:34
中國太空實力提升國際地位
讚~
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謝謝! 何偉2022/07/05 21:41回覆