6月23日，北斗三號最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，這也意味著在歷時(shí)20多年后，北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式建設(shè)完成。

中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其此前表示，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國迄今為止，規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能要求最高的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng)。

然而，隨著中國航天技術(shù)的不斷發(fā)展，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)速度也在加快。自2017年11月首顆衛(wèi)星發(fā)射升空至今，北斗三號的30顆導(dǎo)航衛(wèi)星在30個(gè)月內(nèi)全部被成功送上天空。冉承其曾評價(jià)，北斗三號創(chuàng)造了中國航天發(fā)射歷史上高密度、高成功率的新紀(jì)錄。

中國的航天事業(yè)正在向全世界展示“中國速度”。在被認(rèn)為是中國航天大年的2020年，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的順利收官只是其中一環(huán)，除此之外，探月三期的收官，發(fā)射火星探測器以及開建中國空間站等重大工程，都非常值得期待。

“嫦娥五號”往返月球

2004年1月，中國的探月工程正式獲批立項(xiàng)，并命名為“嫦娥工程”。按照規(guī)劃，整個(gè)探月工程分為“繞、落、回”三個(gè)階段。

基于此前已先后完成的嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、再入返回飛行試驗(yàn)以及嫦娥四號等5次任務(wù)，探月工程的“繞”和“落”的任務(wù)都已經(jīng)完成。

而最后的“回”，將由嫦娥五號來完成。據(jù)悉，2009年，在探月二期工程實(shí)施的同時(shí)，中國就正式啟動(dòng)了探月三期工程，即“嫦娥五號”任務(wù)的方案論證和預(yù)先研究。

今年1月，中國航天科技集團(tuán)對外宣布，將于10月底前后發(fā)射嫦娥五號探測器，實(shí)施首次月球采樣返回。

上文提及的再入返回飛行試驗(yàn)其實(shí)就是在為嫦娥五號進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。據(jù)了解，該任務(wù)的工程目標(biāo)是驗(yàn)證返回器氣動(dòng)與熱防護(hù)、再入GNC、輕小型回收等關(guān)鍵技術(shù)，確保返回器技術(shù)方案的可行性和正確性。

2014年10月，探月工程團(tuán)隊(duì)成功進(jìn)行了月地高速再入返回任務(wù)。最終，返回器采用“半彈道跳躍式”高速再入返回地球，精確著陸在內(nèi)蒙古預(yù)選著陸區(qū)，驗(yàn)證了第二宇宙速度月-地精確返回技術(shù)，這也為嫦娥五號的發(fā)射打下了重要基礎(chǔ)。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院嫦娥五號探測器副總設(shè)計(jì)師彭兢此前接受媒體采訪時(shí)透露，嫦娥五號探測器預(yù)計(jì)飛行22天至23天左右到達(dá)月球，在月球風(fēng)暴洋西北部地區(qū)著陸、采集樣本后，返回器在月表點(diǎn)火起飛，最終返回地球。

一位航天專家告訴記者，嫦娥五號探測器將由月球軌道器、著陸器、上升器和返回器等組成，總重約8.2噸。在整個(gè)任務(wù)實(shí)施過程中，嫦娥五號主要將克服月面采樣、月面起飛、月球軌道交會(huì)對接、地球大氣高速再入返回等四大關(guān)鍵技術(shù)。

如果嫦娥五號能夠順利完成月球采樣返回的任務(wù)，那也意味著，中國完成了除宇航員生存以外的載人登月主要關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。

中國探月工程總設(shè)計(jì)師、中國工程院院士吳偉仁在2019年談及中國探月工程的成就時(shí)提到，中國的探月工程起步晚但起點(diǎn)高，經(jīng)費(fèi)投入少但科技產(chǎn)出多，發(fā)射次數(shù)少但成功率高。

吳偉仁稱，15年來中國探月整體水平和能力快速發(fā)展，在世界探月領(lǐng)域正從“跟跑、并跑”走向部分“領(lǐng)跑”。

近日，吳偉仁、于登云、孫澤洲等“嫦娥四號”任務(wù)團(tuán)隊(duì)優(yōu)秀代表，獲得了國際宇航聯(lián)合會(huì)2020年度“世界航天獎(jiǎng)”，這也是該獎(jiǎng)項(xiàng)70年來首次授予中國航天科學(xué)家。

據(jù)悉，于2019年1月3日登陸月球背面的嫦娥四號探測器，完成了很多人類航天發(fā)展歷史上的新突破，比如是人類首次在月球背面開展月球科學(xué)探測和低頻射電天文觀測等。目前，嫦娥四號已經(jīng)在月面生存超過500天，也成為了在月球表面工作時(shí)間最長的人類探測器。

據(jù)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道了解，嫦娥四號也是探月四期工程的首次任務(wù)。接下來，探月四期基本明確還有三次任務(wù)，分別是嫦娥六號在月球南極進(jìn)行采樣返回；嫦娥七號在月球南極進(jìn)行一次綜合探測；以及嫦娥八號除進(jìn)行科學(xué)探測試驗(yàn)外，還要進(jìn)行一些關(guān)鍵技術(shù)的月面試驗(yàn)，為建立月球科研基地做前期探索。

探索火星

人類對于太空的向往，早已不滿足于對月球的探索，而火星，由于其距離地球較近且自然環(huán)境與地球最為類似，因此也成為人類走出地月系統(tǒng)開展深空探測的首選目標(biāo)。按照計(jì)劃，中國也將于今年7月實(shí)施首次火星探測任務(wù)。

據(jù)記者了解，火星探測將是中國深空探測的起點(diǎn)和重點(diǎn)，實(shí)施方案在經(jīng)過三輪迭代之后，于2016年1月正式立項(xiàng)。

一位熟悉中國深空探測的業(yè)內(nèi)人士告訴記者，中國的火星探測雖然起步比較晚，但是基于探月工程積累的經(jīng)驗(yàn)以及火箭的運(yùn)載能力，其在首次任務(wù)中就計(jì)劃實(shí)現(xiàn)火星的“繞、著、巡”，如果成功，中國的深空探測將實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展，并成為世界上第二個(gè)獨(dú)立掌握火星著陸巡視探測技術(shù)的國家。

據(jù)悉，中國首次火星探測任務(wù)主要由探測器、運(yùn)載火箭、發(fā)射場、測控、地面應(yīng)用等五大系統(tǒng)組成。其中。探測器由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，總質(zhì)量約5噸。

在環(huán)繞器中，配置了7臺科學(xué)載荷，具體包括中分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī)、次表層探測雷達(dá)、火星礦物光譜探測儀、火星磁強(qiáng)計(jì)、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀，

而著陸巡視器則是由進(jìn)入艙和火星車組成。按照計(jì)劃，進(jìn)入艙將完成火星進(jìn)入、下降、著陸任務(wù)，火星車則會(huì)在著陸區(qū)開展巡視探測。在火星車上，將配置多光譜相機(jī)、次表層探測雷達(dá)、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、地形相機(jī)共6臺科學(xué)載荷。

中國航天科技集團(tuán)科技委主任包為民此前接受采訪時(shí)表示，中國首次火星探測任務(wù)設(shè)定了五大科學(xué)目標(biāo)，主要涉及空間環(huán)境、形貌特征、表層結(jié)構(gòu)等研究。

其表示，火星是太陽系中距離地球較近、自然環(huán)境與地球最為類似的行星之一?；鹦翘綔y不僅有助于探究火星生命的存在和演化過程等問題，更可借此了解地球的演化歷史和預(yù)測地球的未來變化趨勢，同時(shí)也為人類開辟新的生存空間尋找潛在目標(biāo)。

根據(jù)中國航天科技集團(tuán)此前披露的信息顯示，火星探測任務(wù)將使用長征五號火箭把火星探測器發(fā)射至地火轉(zhuǎn)移軌道。隨后，通過多次軌道機(jī)動(dòng)和中途修正，在近火點(diǎn)實(shí)施制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)火星捕獲進(jìn)入環(huán)火橢圓軌道。

然后探測器會(huì)運(yùn)行到選定的進(jìn)入窗口，進(jìn)行降軌控制，釋放著陸巡視器。著陸巡視器進(jìn)入火星大氣后，通過氣動(dòng)外形、降落傘、反推發(fā)動(dòng)機(jī)等多級減速和著陸腿反沖，實(shí)現(xiàn)軟著陸。

著陸后，火星車將與承載平臺分離，在火星表面開展巡視科學(xué)探測。而環(huán)繞器將在中繼通信軌道上為火星車提供中繼通信鏈路。

上述業(yè)內(nèi)人士表示，雖然中國已經(jīng)有了月球“繞、著、巡”的成功經(jīng)驗(yàn)，但是火星與月球仍存在巨大的差異，所以火星探測任務(wù)的難度也要遠(yuǎn)大于月球。

比如因?yàn)樵虑蚝突鹦堑倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律不同，月球探測理論上每個(gè)月都有發(fā)射機(jī)會(huì)，而火星探測的發(fā)射機(jī)會(huì)每26個(gè)月才出現(xiàn)一次；另外，地火的最遠(yuǎn)距離約為地月距離的1000倍，這對測控通信能力以及探測器的自主運(yùn)行能力都提出更高的要求。

“天宮”開建

今年5月5日，為中國載人空間站工程研制的長征五號B運(yùn)載火箭，搭載著新一代載人飛船試驗(yàn)船和柔性充氣式貨物返回艙試驗(yàn)艙成功發(fā)射。

1992年，中國開始實(shí)施載人航天工程，并制定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，其中第三步，是要建造載人空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。而以長征五號B首飛成功為標(biāo)志，也拉開了中國載人航天工程“第三步”——建造載人空間站的任務(wù)序幕。

據(jù)悉，長征5系列運(yùn)載火箭是新一代運(yùn)載火箭型譜中的大型運(yùn)載火箭，也被稱作是“胖五”。上文提到的火星探測器以及嫦娥五號都將由長征五號運(yùn)載火箭來發(fā)射，而長征五號B則是在長征五號的基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而來，近地軌道運(yùn)載能力超過22噸，也是中國目前近地軌道運(yùn)載能力最大的火箭，將主要用于近地軌道大型航天器發(fā)射。

5月8日，中國新一代載人飛船試驗(yàn)船返回艙成功降落在酒泉東風(fēng)回收著陸場預(yù)定區(qū)域。中國航天科技集團(tuán)五院載人航天工程載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張柏楠今年5月接受采訪時(shí)表示，從5月5日成功發(fā)射到5月8日安全返回，新一代載人飛船試驗(yàn)船的表現(xiàn)堪稱完美，鋪就了通往太空的新“天路”。

按計(jì)劃，中國空間站將于2022年前后完成建造，并一共規(guī)劃12次飛行任務(wù)。長征五號B發(fā)射任務(wù)完成后，還將有11次發(fā)射任務(wù)。

據(jù)中國載人航天工程辦公室此前介紹，接下來，中國將先后發(fā)射核心艙、實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ，進(jìn)行空間站基本構(gòu)型的在軌組裝建造。其間，還規(guī)劃發(fā)射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運(yùn)飛船，進(jìn)行航天員乘組輪換和貨物補(bǔ)給。

據(jù)記者了解，中國空間站被命名為“天宮”，其由核心艙“天和”、實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ“問天”、實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ“夢天”等3個(gè)艙段構(gòu)成，另外貨運(yùn)飛船命名為“天舟”。

其中，“天和”核心艙全長16.6米，最大直徑4.2米，可支持3名航天員長期在軌駐留，是未來空間站的管理和控制中心。

中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明5月份接受媒體采訪時(shí)還透露，目前，我國空間站核心艙已完成正樣產(chǎn)品總裝，問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙正在開展初樣研制；空間科學(xué)應(yīng)用載荷已陸續(xù)轉(zhuǎn)入正樣研制，執(zhí)行空間站建造階段四次飛行任務(wù)的航天員乘組已經(jīng)選定，正在開展任務(wù)訓(xùn)練。

對中國航天來說，建造載人空間站，除了在空間科學(xué)研究領(lǐng)域有十分重要的作用外，它更是中國航天實(shí)力的一次展現(xiàn)。尤其是在未來，當(dāng)國際空間站“退休”之后，中國空間站也將成為人類在軌的唯一空間站。

當(dāng)然，中國的載人航天計(jì)劃也不會(huì)止步于空間站。上文提到的新一代載人飛船，它除了可以運(yùn)輸宇航員往返于地面和空間站外，實(shí)際上也能將宇航員送至月球。

除此之外，張柏楠此前還表示，載人登月和載人去火星，都是第二宇宙速度返回，只要具備了載人登月能力，一般來講就具備去火星的能力。

不過目前來看，中國登陸月球以及火星的計(jì)劃還相對遙遠(yuǎn)。但中國航天的進(jìn)步速度，全球有目共睹，尤其是2020年，如果上述重大航天項(xiàng)目均能如期成功實(shí)施，那今年注定會(huì)成為中國航天的一個(gè)里程碑。