>科技> 共和国的故事·飞天记

共和国的故事·飞天记

摘要:正在举行的第21届工博会上,代表未来工业生产方式的智能工厂,已经从几年前的青涩变得成熟起来。展会现场,博世力士乐实景演绎“未来工厂”运行。博世力士乐中国董事总经理刘火伟表示,“我们将持续在中国推广未来

资料来源:《经济日报》

自1992年中国载人航天项目启动和实施以来,从无人飞行到载人飞行,从一个人到一天多个人,从舱内实验到舱外活动,从单船飞行到组件的稳定运行...在西方国家的技术封锁和质疑下,中国成功突破并掌握了天地往返、舱外空间、交会对接等核心技术,一举跨越了发达国家近半个世纪的发展历程。

自古以来,人类就梦想飞行。因为没有飞行的力量,古人只能依靠想象的翅膀把他们的梦想放在美丽的飞行神话和传说中。

为了探索太空,20世纪90年代初,中国共产党中央委员会作出了实施中国载人航天工程的重要决定,审时度势,放眼未来。中华民族一千年的梦想将会实现。

梦想呼唤离开

开展载人航天活动不仅是为了欣赏天空的美景,也是为了进一步探索宇宙的奥秘,更好地开发空间资源,造福人类。

2016年中秋节晚上,中国第一个空间实验室天宫二号在长征二号运载火箭的推动下成功升空,开始了太空旅行。

在轨道飞行期间,航天员景海鹏和陈东完成了多项“第一”:第一次机械臂人机合作在轨维护技术测试、第一次太空飞行医学超声检查、第一次在轨新闻播报、第一次以新华社特约记者的名义播报“太空日记”、第一次天地互动乒乓球等。正如阿姆斯特朗登上月球后所说,“个人的一小步对人类来说是一大步”。在太空中,宇航员的每一次“第一次”都意味着这个国家在一个或多个领域取得了重大突破。

33天!景海鹏和陈东创造了中国宇航员在太空度过时间的新记录。到目前为止,中国已经14次派遣11名宇航员进入太空,成功率为100%。简单的数字背后是无数梦想者的辛勤努力和汗水,展示了这个国家项目的神圣和荣耀。

2017年4月20日,中国第一艘货船在文昌成功下水。22日,在轨道上的天宫二号迎来了“快车哥哥”的太空之旅。27日,中国航天史上第一次“太空加油”取得了圆满成功。中国成为世界上第三个掌握推进剂在轨加油技术的国家...

载人航天是“一箭一人”和“一枪一万人”的事业。据统计,有110多个研究所和基层单位直接参与研发,有数千个合作单位,涉及数十万名科研人员。仅宇航员搜救就涉及外交和交通等几个部门,以及中国人民解放军的几个战区和陆、海、空等部队,有数万人参与。

“没有中央政府的集中控制和国家的合作,这样一个宏伟的工程是无法想象的。”载人航天工程总设计师周建平深受感动。

有人说航天是朝阳产业,宇航员永远年轻。几十年前,是一群年轻人在中国西北部的戈壁沙漠想出了“两颗炸弹和一颗星星”。几十年后,另一群年轻人从他们的前辈手中接过了“指挥棒”。

目前,“80后”和“90后”已成为发射场、实验室、生产车间和指挥大厅的骨干力量。超过80%的技术骨干年龄在45岁以下,是各种系统的首席设计师。这些队的平均年龄只有30多岁。在日益密集的载人航天任务中成长起来的新一代宇航员正在为新的突破积累强大的力量。

空间应用结出果实

发展载人航天的成就对现在和未来都大有裨益。过去,有些人质疑载人航天飞行的大投入小产出,甚至将其贬为“浪费人力和金钱”。作为一项长期规划和千年工程,经过20多年的“育苗”和“植树”,随着空间实验室任务的开展,载人航天工程的应用和发展已经达到开花结果期。

空间科学和应用是中国载人航天计划的成果之一。天宫二号先后进行了60多次空间科学实验和技术实验,成果丰硕。在天宫二号承载的14个应用载荷中,中国研制的世界上第一个空间冷原子钟日稳定度为10-16个数量级,误差在3000万年内不到1秒,将目前人类在空间的时间测量精度提高了1-2个数量级,为空间超高精度时频基准的重大需求和未来空间基础物理前沿研究奠定了坚实的科技基础。新一代地球观测遥感器和宽带成像仪、三维成像微波高度计、多波段紫外肢体成像光谱仪等地球科学研究仪器发挥了空间地球科学观测的优势,科学服务于全球气候变化、海洋环境、地表生态资源和社会经济发展。

天宫二号先进植物栽培试验在中国首次完成了种子到种子的长期空间培养。这是世界上首次在太空获得拟南芥开花基因启动子控制的绿色荧光蛋白实时图像。它控制植物开花,提高系统的生产效率。这也是空间植物栽培技术发展和确保人类长期空间生存的探索向前迈出的一步。

神舟八号任务进行了中德合作空间生命科学实验。首次分析并获得了在微重力条件下发生变化的数十种植物细胞骨架相关蛋白。成功筛选了数以千计的植物微重力相关差异基因,加深了对空间基本生物现象和过程的理解。

天祝一号任务进行了8次哺乳动物细胞空间培养实验。人类胚胎干细胞在体外首次分化为原始生殖细胞,并在空间站存活了33天。小鼠胚胎干细胞成功分化为中胚层。研究结果对人类空间生殖和健康具有重要意义。

载人航天飞行的“红利”不仅限于运载项目本身。据统计,整个项目已获得近1000项发明专利,推动中国航天基础设施建设,实现产业跨越式发展。2000多项技术成果被广泛应用于国民经济的各个部门。根据相关研究机构的估计,投入产出比为1: 10至1: 12。

迈向空间站时代

早在1992年,在中国载人航天飞行之初,中国就明确提出以“三步走”战略建设自己的空间站。

随着2017年空间实验室任务的圆满完成,空间站项目——中国载人航天项目的第三步——正在全面展开。根据计划,空间站将于2022年左右建成。中国国家空间实验室已经在轨道上运行了很长时间。

今年是中国空间站建设任务的关键一年。目前,空间站的核心模块和正在执行发射任务的长征5 B运载火箭正在迅速开发和生产。发射场培训和第一次飞行任务的准备工作将在年底前进行。执行空间站任务的宇航员也正在按计划被挑选和训练。核心模块有效载荷正在初始取样阶段积极开发。所有其他系统都在根据总体项目计划进行准备。

中国积极开展载人航天领域的国际交流与合作,致力于推动中国空间站成为世界重要的国际科技合作与交流平台。今年6月12日,中国载人航天工程办公室和联合国外层空间部宣布了第一批围绕中国空间站的联合国/中国空间科学实验的结果。共有来自17个国家和23个实体的9个项目被成功选定。

空间站作为中国航天史上最大的长期载人航天实验平台,将成为国家空间实验室,开启中国空间科学研究和应用的新时代。

中国的“风和云”探测空间变化

1977年11月,中国第一颗极轨道气象卫星正式命名为风云一号,开启了风云时代。随着1988年中国第一颗气象卫星风云一号的成功发射,迄今为止,中国已成功发射了17颗风云一号气象卫星,7颗卫星在轨运行。这些卫星广泛应用于生态文明建设、防灾减灾、应对气候变化等重要领域,实现了气象卫星产业从无到有、从小到大、从弱到强的跨越。

1988年9月7日凌晨4点30分,经过航天和气象工作者近20年的努力,中国第一颗气象卫星风云一号(风云一号)成功发射,并首次通过自行拍摄的卫星云图返回地球。如今,来自中国气象卫星的图像和数据已经成为中国90多个国家和地区、近100个行业和2600多名用户的可信选择。

努力工作,卫星飞速发展。

中国是一个容易遭受自然灾害的国家,台风、干旱和强寒潮频繁发生。自然灾害给经济和社会发展设置了一个又一个障碍。

当时,世界上只有苏联和美国拥有气象卫星。虽然中国的预报员可以接收外国卫星云图,但它们只是“黑白图像”,无法挖掘原始数据和检索各种气象要素,其应用非常有限。因此,气象卫星的研究和开发迫在眉睫。

1977年11月,在气象卫星项目第一次大规模示范会议上,气象卫星项目代号被确定为“711”,中国第一代极轨道气象卫星命名为风云一号,正式开启风云时代。

在20世纪80年代和90年代,一个不到8平方米的红砖厂只够容纳风云一号和风云二号卫星云风2 H星导演唐陶虹向记者“抱怨”。它不同于目前的“机场安检”和智能操作。当时,卫星工厂铺的是地面水泥,没有通风系统和防静电措施。由于缺乏经验,设备和工具跟不上卫星开发的需要,这既费时又费力。

为了克服由原始恒星制造环境带来的各种困难,人们必须努力工作。风云一号卫星应用系统总设计师范天喜生动地回忆了该站建成时的情景:“地下电缆和电话线来自其他单位。排水沟是每个人一起工作挖的。一米厚的管子也被我们自己的汽车和马车拉着……”

1988年9月7日上午,卫星发射三小时后,在世界气象组织第二区域协会第九次会议上,时任世界气象组织主席、中国气象局局长邹孟静举起卫星云图,向代表们宣布这是中国第一颗气象卫星风云1 A提供的第一张地图。“我们欢迎所有国家,特别是亚洲区域协会的成员, 接收和使用中国气象卫星数据,在未来气象卫星业务发展中与各国开展友好合作”。

这张太阳刚刚从地平线升起的照片表明,中国已经成为世界上少数几个有能力自行开发、发射和运行气象卫星,并有能力从地面和空间观测大气层的国家之一。

识别风和云的网络观测“眼”

“当没有气象卫星时,可以说人们很难观察到灾难性的天气系统,尤其是像台风这样的大规模天气系统。从气象观测的角度来看,气象卫星基本上是人类活动很少的地方,如海洋、高原和沙漠的唯一观测手段。”国家卫星气象中心风云4号地面应用系统的总设计师张志庆说。

20世纪90年代,风云卫星的发展进入快车道。1999年5月10日,风云一号C星成功发射。它已经在轨道上运行了7年,服务期延长了5年。这颗卫星结束了中国气象卫星发展史上一个屡遭挫折的时代,开启了卫星长寿命、高可靠性运行的时代,突破了许多关键技术,开启了中国气象卫星产业的新篇章。

2004年10月24日,中国同步气象卫星风云二号收到好消息——风云二号被成功指定为当时国内使用最广泛的业务卫星。世界气象组织将其列为全球气象卫星观测网络的重要运行卫星之一。

2008年5月27日,我国研制的第二代极地轨道气象卫星的第一颗卫星风云3 A成功发射,搭载11个先进有效载荷,实现了全球三维全天候多光谱综合观测。

2018年5月1日,中国新一代地球静止轨道气象卫星风云四号正式投入运行。中国和亚太地区的用户可以接收23种数据产品,包括大气、云、灰尘、降水、辐射、闪电等...

今天,风云卫星有7颗星星在天上。四颗地球静止气象卫星在轨运行,形成“多颗在轨卫星、相互备份、整体运行、及时加密”的业务模式。三颗极地轨道气象卫星正在轨道上运行,形成了一个高空和下午卫星网络,以便及时有效地在全球和区域范围内观测极端天气、气候和环境事件。

风云气象卫星已广泛应用于生态文明建设、防灾减灾、应对气候变化等重要领域国家卫星气象中心主任杨军表示,气象卫星数据和产品在台风、暴雨、大雾和沙尘暴等各种灾害的监测和预警方面发挥了重要作用。

全球合作释放应用潜力

“我感谢中国为促进区域气象合作和提高发展中国家防灾减灾能力所做的重要贡献。”

“中国对非洲的气象援助项目取得了巨大成功。其捐赠的风云卫星数据接收和处理系统大大提高了纳米比亚气象局对热带气旋和其他天气的监测、预测和预警能力及其农业生产服务能力。”

6月3日,在瑞士日内瓦举行的第十八届世界气象大会上,世界气象组织官员和一些国家气象组织的代表高度评价了中国对国际社会的气象科技服务。

“发展气象卫星的最佳条件是它们在世界上有非常广泛的交流。我们不能固步自封。在积极向其他国家学习和吸取经验教训的同时,我们也应该向外界开放我们的好东西,为其他国家提供服务。”风云二号项目总设计师、中国科学院90岁院士孙家东说。

目前,风云系列气象卫星已达到国外同类卫星的先进水平,大大缩小了与发达国家在气象卫星等高科技领域的差距。它们已被世界气象组织列入国际气象业务卫星系列,成为全球综合地球观测系统的重要成员,也是国际灾害宪章机制的值班卫星。

风云气象卫星数据也已成为全球数值预报模型系统的重要来源,其应用服务潜力已逐步释放。截至今年6月中旬,利用风云卫星数据的国家和地区已增加到98个,证实了中国在地球观测领域的国际地位,增强了中国在相关国际活动中的话语权。

一方寻求帮助并及时回应。中国还为风云气象卫星国际用户建立了防灾减灾应急支持机制,可以根据“一带一路”沿线国家和地区防灾减灾需求启动应急加密观测。它还能以良好的观测视角和定制的高频次区域观测为台风、暴雨、沙尘暴等灾害提供灾害监测和预报,为各国气象防灾、减灾、救灾和生态保护做出重要贡献。

“风云气象卫星服务‘一带一路’工作已经成为合作共赢、共同发展、增进理解和信任、加强全面交流的和平友好之路。我们将按照循序渐进的原则,更好地为“一带一路”沿线国家服务杨军说。

中国的“天眼”引领高质量发展

自2010年批准实施高分辨率地球观测系统主要项目(以下简称高芬项目)以来,高芬1、2、3、4、5和6颗卫星已成功发射,数据源不断丰富。目前,能够覆盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同光谱段和不同重访周期的高分数据类型光谱基本形成,并与其他民用卫星遥感数据相匹配,为高分遥感的应用奠定了坚实的基础。

不久前,北京世界园艺博览会举行了。在现场,烈日和高温无法抵挡游客的热情。在互联网上,中国高芬6号卫星发回的高清美丽的太空世博会图片很快变成了“红色互联网”。

经过近10年的发展,高分专用卫星数据已在20个行业和30个省市和地区得到广泛应用,并在土地、环境保护、农业、林业、测绘等领域取得了重要成果。高芬项目还建立了30个省级高芬数据应用中心,取得了大量应用成果,为促进区域经济发展、增强地方政府现代治理能力提供了服务支持。

今年年底,中国还将发射高芬7号卫星,届时天基系统建设将完成,高芬专项建设的重点将转移到应用系统建设上。

太空摄影师“看得很清楚”和“看得很广”

高分项目是我国16大科技项目之一,是地球观测的“天眼”项目,是服务于经济建设和社会发展的应用项目。

2013年12月30日,中国高分辨率地球观测系统第一颗卫星——高分一号(Gaofen-1)正式投入使用,在环境保护、灾害监测、精准农业信息服务、土地资源调查监测等方面迅速发挥重要作用。

一般来说,高分一号被认为是“太空摄影师”。它携带的相机可以拍摄2米、8米和16米的3种分辨率,使高分一号既有宽度又有精度,实现了中小卫星中高分辨率和宽成像能力的结合。

“高分一号”的最大特点是解决了遥感卫星“视野好”和“视野宽”的矛盾。特别是,这颗800公里宽的卫星的观测值是世界上同类卫星中最高的,这意味着它可以在4天内观测到整个地球。800公里的宽度也使高芬一号在民用领域具有更广阔的应用前景。

2014年8月,在云南鲁甸抗震救灾期间,高芬1号与国内外其他17颗遥感卫星“合作”,获取了地震区的大量卫星图像数据,发现了许多滑坡、崩塌、滑坡和泥石流。专家利用高芬1号地震前后拍摄的遥感图像监测牛栏河堰塞湖水面变化,为抗震救灾提供技术支持,为国家搜救中心及时了解灾情、疏通中断的道路提供重要信息参考。

高分一号不仅展示了其在国内遥感应用领域的实力,还促进了国际合作。应亚太空间组织的请求,中国国家航天局向巴基斯坦提供了地震灾区高分一号卫星的图像数据。通过国际合作,中国的遥感应用也获得了更加丰富的数据资源。

空间“相机”有助于陆地和海洋的实时监测

做好大型文章的应用一直是高分专项的出发点和落脚点。

据统计,我国大约70%的灾害是台风、风暴潮、地震、洪水和泥石流等。过去,我国只能利用国外微波遥感成像卫星提供的大量高分辨率图像数据。国家气象局、国家海洋局等部门都非常希望高分三号卫星尽快发挥作用。2016年8月10日,中国的高分三号卫星成功发射。它是高芬特别“眼睛工程”中唯一的雷达明星。

高分三号卫星具有分辨率高、成像宽度大、成像方式多样、寿命长等特点。它可以实现对全球海洋和陆地信息的全天候监测。它还扩大了对地球的观测范围,并通过左右姿态机动提高了快速反应能力。它为国家海洋局、民政部、水利部、中国气象局等用户部门提供高质量、高精度的稳定观测数据。它有效地改变了中国高分辨率sar图像依赖进口的现状,对建设海洋强国和“一带一路”具有重要意义。

与以前的低轨道遥感卫星不同,高芬-4号在离地面36,000公里的地球同步轨道上运行。当时,它是中国第一颗也是世界上唯一一颗地球同步轨道高分辨率地球观测卫星。高芬4号卫星相当于一台多功能相机,可以长时间“凝视”中国和任何周边地区,每分钟拍摄一次高频照片,实时监控目标区域。

正是由于高分四号的出色本领,