十大“名场面”回顾中国航天超级2021

出品：科普中国

制作：太空精酿

监制：中国科学院计算机网络信息中心

2021年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。今天我们就来“盘一盘”这一年以来中国航天取得的十大成就吧。

1、天上有“宫阙”：中国正式进入空间站时代

2021年4月29日，中国空间站天和核心舱成功发射升空。随后，它先后与天舟二号和三号货运飞船、神舟十二号和十三号载人飞船对接，共计6名航天员先后入驻，标志着中国航天正式进入空间站时代。按照预定计划，天宫空间站还会在2022年迎来两个实验舱和数次天舟/神舟对接任务，从而完成全部建设。

天宫空间站示意图（图片来源：人民日报）

遥想1992年9月21日，中国载人航天工程方才正式起步。29年的不懈探索，让“长征”、“神舟”、“天舟”和“天宫”等一系列浪漫的名字逐渐变成现实。如今，中国终于要拥有自己的“天上宫阙”，“天神”航天员们自由天地往返，让中华文明古老的飞天神话从梦想照进现实！

2、天上有“神仙”：空间站应用达到新高度

建设空间站是人类载人航天技术发展到一定程度后才出现的里程碑事件，是人类工业文明的巅峰之作。它能促进航天、甚至很多相关制造业的发展，是任何一个航天大国技术发展的必经之路。

天宫空间站，不仅工程意义显著，对于提升我国整体科学技术水平有着重要意义。相比较此前载人航天任务主要为实现技术的逐个突破，天宫空间站则到了技术投资“大丰收”的阶段，更强调科学探索与实际应用价值，打造我国探入宇宙的“太空实验室”。因此，天宫运行第一年也见证了我国载人航天和科学应用事业的突飞猛进。

神舟十二号航天员圆满完成首次出舱活动（图片来源：载人航天办）

例如，天宫空间站的航天员们已经实现了四次高难度的出舱行走，每次持续时间6-8小时，远长于2008年神舟七号实现的20分钟出舱行走突破。并且王亚平也迈出了中国女性进入太空的“第一步”。目前，翟志刚、王亚平和叶光富正驻留太空，他们预计工作约六个月时间，必将打破中国航天员最长滞空纪录。

此外，空间站还实现了快速交会对接、径向对接等多项技术突破，大大增强了相关技术性能。在具体应用方面，空间站的科学实验类型和数量也将远超此前所有任务的总和。在航天科普方面，天地互动的“太空课堂”也在数以亿计的学生脑中埋下了航天的种子。

3、祝融号“下凡”：中国火神踏上火星

2021年5月15日，在经历了296天的太空之旅后，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体，成功地降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现了中国航天史无前例的重大突破：天问一号，成为中国首颗人造火星卫星；祝融号，成为中国首个火星巡视器（火星车）。祝融，源于中国古老神话中“火神”的名称，成功踏上了火星！

祝融号与着陆平台由分离相机拍摄的火星合影（图片来源：国家航天局）

目前祝融号已经超出了预定的三个月工作时间，仍在火星正常工作。它已经行驶了超过1400米，每一步都是中国航天在火星探测史上的新纪录。祝融号也在源源不断向地球发送揭示火星奥秘的各类科研数据，还成为了国际科研合作的典范，与欧空局火星快车任务进行在轨通信中继测试，实现了中欧在火星的“太空握手”。

4、羲和号升空，中国进入探日时代

2021年10月14日，我国成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。它的重要使命是研究人类这唯一可以依靠的宝贵恒星——太阳，深入了解它的磁场起源和演化、高能粒子的加速和传播等重要物理过程，让我国正式迈入探日时代。

羲和号探日艺术效果图（图片来源：人民日报）

羲和是中国古代神话中太阳神之母的名字，用这个如此特殊的名称形容一个探求太阳起源的卫星可谓浪漫无比。除此之外，另一太阳神话的主角“夸父”也在酝酿之中，它将是个24小时面对太阳的太阳天文台，为我们揭示太阳的一举一动。

羲和探日，夸父追日，是中国航天对太阳研究过程中撰写的新神话。

5、万水千山只等闲，长征火箭发射突破纪录

2021年，中国火箭共计实现了55次发射，不仅位列世界第一，也助力人类航天突破了史上最高火箭发射纪录。其中，长征系列火箭发射次数突破400，全年实施48箭、103颗航天器，发射任务创年度新纪录。

中国现役最强火箭长征五号（图片来源：Tea-tia）

长征系列运载火箭，从第1枚到第100枚，用了37年；到第200枚，又用了7年；到第300枚，用了4年多；而到第400枚，仅用了2年多。在2021年的密集发射任务中，两次发射最短间隔仅4个多小时，更是实现了7天内密集实施4次任务的连战连捷。随着数量的快速提升，所发射的载荷质量和数量也在攀升，这些都是中国航天突飞猛进的最直接证明。

长征火箭的名字来自毛泽东著名的《七律·长征》一诗，写于1935年10月，当时长征并未完全结束。该诗描述了长征期间红军不畏艰难、勇往直前的精神，最著名的一句是开头“红军不怕远征难，万水千山只等闲”。在未来，长征依然会继续行进！

6、长七甲归来，长征火箭历史性扩容

在经历了初次发射的挫折后，长征七号甲（A）火箭终于在2021年3月11日王者归来，并在12月23日再立新功！长征七号甲火箭是在长征七号的基础上扩展而来，吸收了金牌火箭长三乙的优点，实现了三级半构型。长七甲整箭完全使用无毒安全推进剂，专注于高轨任务，它的运力、尤其是同步转移轨道运力一下增加到7吨级，填补了我国地球同步转移轨道5.5吨 7吨之间运载能力的空白。

长征七号甲火箭发射前近景（图片来源：航天科技集团）

长七甲采用“通用化、系列化、组合化”设计理念，很容易实现批量生产和高密度发射。它还首次测试了Ka频段6M卫星数据天基测量技术，直达天链中继卫星，大幅减少了对远望号航天测量船的依赖，也必将逐渐开启长征火箭遥测的新时代。

7、太空烽火台，“天链”链接天地

地球自转对于航天任务的遥测是个巨大的阻碍，当航天器不能被地面和海上遥测站观测到时，就会进入通信盲区。为此，我们的解决方案是在35786千米高的赤道上空，搭建一条链接天地的信号中继通路，犹如“太空烽火台”一般，让信息交互畅通无阻进行。

“天宫课堂”顺利进行的背后是天链系列卫星保驾护航（图片来源：央视）

中国的中继卫星通信系统，其名为“天链”。经过了若干年的建设，天链一号系统终于在2021年7月6日正式收官。与此同时，天链二号系统也已经陆续发星，并在此前基础上进行一系列的升级。学生们能畅通无阻地参与“太空课堂”，航天员能在太空中使用超级“太空Wi-Fi”，长征火箭和太空飞船能自在遨游太空，这些都离不了天链在幕后的辛勤工作。

8、精彩继续，嫦娥探月实现更多历史性突破

嫦娥三号让人类时隔37年再次着陆月球，嫦娥四号让人类首次着陆月球背面，嫦娥五号让人类时隔44年再次获得月球样本。而目前，更加精彩的突破仍在继续进行。

嫦娥五号轨道器仍在太空中漫游（图片来源：国家航天局）

2021年，中国航天首次公开了嫦娥五号获取的1731克月壤样本，并向国内外科研工作人员发放研究。由于嫦娥五号的发射情况和控制情况几乎完美，它的轨道器部分还有大量推进剂结余，因此它开始完成各种高难度“附加题”。

在把月壤样本送回地球附近后，它于2021年3月15日13时29分穿越地球绕太阳公转的黄道面，成功抵达距离地球150万千米的日地拉格朗日1点，这是中国航天首次完成这项任务！目前，它仍然在深空中旅行。

不仅如此，嫦娥四号和玉兔二号仍在月球背后超期工作，为人类不断揭示这永不可见月面的奥秘（由于潮汐锁定作用，在地球上永远无法看到月球背后的绝大部分表面）。

9、重器初现，载人登月未来可期

中国现有的载人航天主要依托于长征火箭（2F、5、5B、7）、神舟飞船、天舟飞船和天宫空间站，但是它们对于未来载人登月和踏入更远的深空是远远不够的。我国已经确定未来进行载人登月，并且一系列准备已经就绪，例如新载人飞船试验船已成功试飞、新载人火箭和重型运载火箭已进入密集研发阶段。新型号火箭，成为载人登月的焦点。

新型火箭发动机样机图（图片来源：中国航天报）

工欲善其事，必先利其器，火箭的核心是发动机。2021年，重型运载火箭220吨级补燃循环氢氧发动机完成首台工程样机，在航天科技集团六院11所（京）惊艳亮相，标志着该发动机关深阶段研制工作圆满完成。或许通过对比更能说明它的意义：长征五号是中国现役最强火箭，它的核心液氢液氧发动机YF-77在真空中推力约为70吨，“仅为”新型号发动机的三分之一左右。虽然新发动机推力为三倍，但研发的难度和技术复杂度可远不止三倍。

10、多面开花，中国将走向更远深空

2021年，人类的火箭发射次数已经突破了冷战期间的最高点，这也昭示着一个全新的太空时代正式到来。这个时代机遇，可能远远超过曾经的航海时代、陆权时代和航空时代对目前世界各个强国的意义，作为曾经深受苦难而如今处于伟大复兴中的中华民族，更是不能错过这个机会。

中国的行星探测将是个庞大的太阳系探索计划（图片来源：国家航天局）

目前，中国航天还在进一步稳步向前。预计在2022年，中国航天将会继续保持高频率火箭发射。中俄也发布了关于合作建设国际月球科研站的高规格联合声明，意味着双方将会携手踏上月球。嫦娥六号、七号、八号等嫦娥探月四期任务，也已经正式立项。国家航天局也正式宣布，我国将在2025年前后实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测任务，实现近地小行星绕飞探测、附着和取样返回；2030年前后，实施火星取样返回任务；此外，还将实施木星系环绕探测和行星穿越探测任务。

可以说，这是个星辰大海的时代，中国航天人就是这一批乘风破浪的弄潮儿。他们不仅让一系列华夏神话从梦想照进现实，也在这宇宙的一隅不断缔造出新的太空神话。

参考文献：

【1】《航天强国的重要标志！中国重型火箭220吨级发动机现身》，http://www.xinhuanet.com/mil/2021-07/29/c_1211265065.htm，中国航天报。

【2】国家航天局2021年6月12日新闻发布会，http://www.cnsa.gov.cn/n6758967/n6758969/n6760278/index.htmlv 。

【3】《步入“探日”时代！中国已制定羲和、夸父两项太阳探测计划》，http://stcsm.sh.gov.cn/xwzx/kjzl/20211015/969b7687c59e4901a4e38f0e87a775d5.html ，上海市科学技术委员会。

【4】《2021 in spaceflight》，https://en.wikipedia.org/wiki/2021_in_spaceflight， Wikipedia。

【5】《“天和”核心舱成功发射，中国为什么要建自己的空间站？》，http://www.xinhuanet.com/sikepro/20210429/28d65fc260914ac8a63e5ab4d9552d8d/c.html ，新华网。