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探秘2016中国太空发射计划:天宫二号将升空

2015年最后一个周二的凌晨,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将高分四号卫星送入太空。至此,我国航天“十二五”正式收官。

  有人说,航天人打上天的每一颗卫星,都有其独特而非凡的意义,尽管对普通公众来说,他们所察觉到的可能仅仅是卫星序号的编排不同,但一个数字变化背后所蕴藏的,是人类在太空应用以及探索宇宙的征程中而迈出的坚实一步。

  就眼下这颗收官之作卫星来说,随着高分四号的成功升空,我国可以对外宣布拥有了目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。这是被誉为“天眼工程”的中国高分辨率对地观测系统重大专项(高分专项)的一大进步,而这种进步,仅从卫星名字的更迭,是很难看出个所以然来的。

  “天眼”

  高分家族再添新丁,2020年形成全球覆盖

  作为高分专项里的老大哥,高分一号早在2013年4月就已成功升空,其最大的特点是“大幅宽成像”,能将视野范围内800公里的事物都纳入进来,只需4天即可完整观测地球。时隔一年半,高分二号在2014年8月升空,其成功发射意味着我国民用遥感卫星进入了亚米级时代。中国航天科技(52.880.000.00%)集团高分四号卫星总设计师李果打过一个比方,如果说空间分辨率两米的高分一号能看到地面的小轿车,那么,空间分辨率达到亚米级的高分二号能看到地面的自行车。

  到了高分四号,这种分辨率并没有进一步“缩小”,它只能获取50米分辨率可见光的遥感数据。尽管与低轨卫星高分一号、高分二号的空间分辨率没法比,但高分四号已是目前世界上“视力最佳”的高轨遥感卫星——相当于能在3.6万公里的高空看清大海里航行的一艘游轮。

  更为重要的是,高分四号借助一台大口径面阵CMOS相机,可以“凝视”某个区域,正如中国航天科技集团科技委副主任、高分四号工程总师于登云所说,如果说高一、高二是在低轨绕地球运行——巡地、细看,高四则是在高轨,相对地球静止驻留凝望,可以对某一目标区域持续观测,时间分辨率高,而不必像低轨卫星隔数小时、数天才能重访同一观测区域。

  当然,三兄弟一旦配合起来,其威力更加显现。于登云说,当高低轨的遥感卫星“强强联合”,就能够“既见树木又见森林”,提供更好的数据观测服务。这也为高分专项形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力打下了基础。

  国防科技工业局重大专项工程中心主任、高分专项工程总设计师童旭东向记者透露,高分三号、高分五号计划在2016年发射,前者为1米分辨率,后者不仅装有高光谱相机,而且拥有多部大气环境和成分探测设备,或可间接测定一些空气污染物。

  他还表示,高分专项中其他的卫星也均完成了工程立项工作,航空观测系统完成5型载荷立项及出样研制,预计到2020年,基本建成先进的陆地、大气、海洋对地观测系统。

  说起高分专项这一“天眼工程”,人们很容易想起另一个被称作“天眼”的卫星系列——北斗导航卫星。这一继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、欧盟伽利略卫星导航系统(GALILEO)之后又一令人瞩目的卫星导航系统,已于2012年年底开始正式提供区域服务,为我国及周边地区提供无源定位、导航、授时服务。

  从刚开始提供服务时的10颗卫星,到2015年4月新一代北斗卫星开机,开启我国导航卫星全球组网时代,再到2015年9月发射成功第20颗卫星,航天人距离35颗卫星组网的目标愈来愈近。

  最新数据显示,北斗高精度导航应用示范已覆盖多个行业领域和10余个省市,业内人士称2015年北斗导航与位置服务产业产值或超过2000亿元。根据中国卫星(41.0600.691.71%)导航系统管理办公室的消息,北斗导航卫星预计于2018年形成面向“一带一路”沿线国家的全球初始服务能力,2020年形成全球服务能力。

  “神箭”

  在役的主力火箭明年集体亮相 长五、长七迎来首秀

  事实上,不只是“高分”和“北斗”,被称作“神箭”的长征运载火箭,今年将频频发射,也将成为2016年航天界的一大看点。

  以此次带高分四号飞天的长征三号乙运载火箭为例,这个出自中国航天科技集团公司第一研究院(中国运载火箭技术研究院)火箭家族的大个头,就被称作火箭家族的“劳模”——在刚刚过去的2015年里,长征三号乙有着109天“七连发”的成绩,创造了中国火箭高频发射新纪录。

  而在未来的5年,长征三号乙所在的长征三号甲系列火箭,每年都还将有8到10次发射。仅2016年一年,中国运载火箭技术研究院就将开启15枚火箭研制生产任务,有望再创我国航天研制生产历史新高。

  截至2015年年底,长征系列火箭已经飞行222次。一组中国航天科技集团公司的数据显示,整个长征火箭的前100次发射,用了37年,而后100次则仅用了7年,发射频度从初期的平均每年3~4次,快速提升到现在的15~20次,这一频次继俄、美之后位列世界第三。长征三号甲系列运载火箭总设计师姜杰院士说,随着我国航天事业的发展和“走出去”,高强密度发射将成为未来航天的常态。

  更值得期待的是,目前我国在役的主力火箭:长征二号丙、长征二号丁、长征二号F、长征三号甲系列、长征四号乙、长征四号丙以及新一代运载火箭中的长征五号、长征七号、长征十一号将在2016年迎来集体亮相。其发射任务领域将覆盖各类应用卫星以及载人航天、北斗导航等国家重大专项工程。

  这其中,新一代运载火箭中的大型运载火箭长征五号和中型运载火箭长征七号将在2016年迎来“首秀”,姜杰说,将会把我国进入空间的能力提升2.5倍,显著提升我国自主进入空间的能力,使我国航天运输系统整体水平实现跨越式发展。届时,我国运载火箭的运载能力将能够与传统航天强国比肩,迈入世界前三的水平。

  根据记者此前从中国运载火箭技术研究院获悉的消息,长征七号运载火箭正在开展全箭模态试验——模拟火箭从起飞到助推器分离前100多秒的真实飞行状态,目前该试验进展顺利,进程已过半,试验数据和理论预设数据比较吻合。

  备受瞩目的海南文昌发射场,也有望在2016年,随着长征五号、长征七号的首发,而执行其发射任务的处女秀。

  航天器

  天宫二号、神舟十一号升空,载人空间站将有新进展

  来自中国航天科技集团公司的数据显示,过去5年,该公司现役运载火箭完成近90次发射,将近140颗国内外的航天器送入太空,而在“十一五”期间,只有60颗。

  2016年,中国还会将哪些卫星送上天?航天科技集团一位相关负责人透露,明年将实施天宫二号空间实验室、神舟十一号载人飞船等宇航发射任务。这两个载人航天器将追随神舟兄弟的脚步,继续为我国载人空间站的搭建“添砖加瓦”。

  过去5年里,载人航天器的发展可谓“年年有突破”:2011年,神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接;2012年,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器首次手控交会对接试验取得成功;2013年,神舟十号飞船载着3名航天员,完成了首次应用性飞行。国防科技工业局系统工程司副司长赵坚告诉记者,这些飞行器发射和任务的完成,标志着我国已完全掌握天地往返、出舱活动、交会对接三大载人航天关键性技术。

  根据记者此前了解的消息,我国计划于2020年前后建成中国载人空间站,届时或将成为世界唯一在轨的空间站。明年将发射的天宫二号,就被看作这一空间站里的“实验室”。中国载人航天工程(30.880-0.14-0.45%)总设计师周建平曾透露,发射天宫二号空间实验室的目标是建成我国正式的空间实验室大系统。届时,将通过载人飞船把航天员送到天宫二号,更长时间地生活和工作,以进一步验证航天员在轨驻留能力。

  中国人把航天员送上太空的同时,探月工程也在紧锣密鼓。

  曾在“十一五”收官之年成功发射的探月二期工程先导星——嫦娥二号卫星,在“十二五”期间不断地刷新中国深空探测的新高度。在过去5年里,嫦娥二号先后造访了月球轨道、地月拉格朗日L2点和图塔蒂斯小行星,如今已飞到离地球1亿公里以外的地方。

  值得一提的是,在2015年的航天图景中,多了不少科学卫星的身影,其中以在酒泉成功升空的暗物质粒子探测卫星“悟空”最为夺目。

  在未来一年,像“悟空”这样专注于科学实验的卫星还将有不少,其中有量子科学实验卫星、实践十号返回式科学实验卫星、硬X射线调制望远镜卫星等。那时,中国人将通过这些科学卫星,有望把探索宇宙的脚步伸向太空更深处。

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