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冥昭瞢暗谁能极之
—— 向更遥远的星空探索(二)


  飞上九天
  自从1992年中国载人航天工程正式立项后,工作人员们经历了两千六百个日日夜夜的艰苦奋斗,每天数着日历倒计时过日子,只为了完成飞上九天的梦想。
  1961年4月12日,加加林乘坐东方1号宇宙飞船从拜科努尔发射场起航,完成了史无前例的壮举。消息一经发布,全世界都赞叹于苏联人的技术先进,中国航天工作人员以其为目标奋起直追,成功地在1999年突破了这一最高航天技术——将宇航员送上太空。
  1999年11月20日,中国第一艘试验飞船“神舟一号”首发成功,中国成为继美、俄之后世界上第三个拥有载人航天技术的国家。“神舟”号试验飞船的成功发射和回收,成为中国航天史上的又一里程碑。
  不久,神舟系列第二艘飞船“神舟二号”被制造了出来。2002年3月25日,“神舟三号”飞船升空,“神舟三号”轨道舱在太空留轨运行180多天,成功进行了一系列空间科学实验。12月30日,“神舟四号”飞船升空,标志着中国载人航天工程经受住了无人状态下最全面的飞行试验考验,创造了中国航天史上低温发射的纪录,也创造了世界航天史上火箭低温发射的奇迹。
  2003年10月15日9时整,杨利伟乘坐的“神舟”五号飞船在震天撼地的轰鸣中腾空而起。全世界的人们在这一天都看到中国人杨利伟在太空中遨游。从这一天起,在浩渺的宇宙间飘动的旗帜中开始有了中国的五星红旗。那艘承载全民族希望的“神奇之舟”带着中华民族进入到崭新的航天时代。飞天已不只是一个个敦煌的壁画,他们正缓缓地从壁画中走出来。
  实现探月
  中国的探月工程将分为三期完成,要突破“绕”“落”和“回”三大关键技术。从最初提出探月,到绕月探测工程首次飞行任务正式实施,中国绕月探测走过了十多年的历程:
  2007年10月24日,“嫦娥一号”探测器从西昌卫星发射中心由“长征三号”甲运载火箭成功鹏顺利升空。27日16时48分,翟志刚在太空迈出第一步,中国人的第一次太空行走开始,翟志刚身着我国研制的“飞天”舱外航天服,在身着俄罗斯“海鹰”舱外航天服的刘伯明的辅助下,进行了19分35秒的出舱活动。中国成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。
  2009年3月1日,“嫦娥一号”卫星在控制下成功撞击月球。为中国月球探测的一期工程划上了圆满句号。2010年10月1日“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心发射升空。该卫星是“嫦娥一号”卫星的姐妹星,和“嫦娥一号”卫星一样,主要进行绕月探测飞行。
  2011年9月29日,天宫一号发射升空,经两次变轨后进入高度约350千米的近圆轨道,并完成飞行器平台在轨测试。
  2011年11月1日5时58分,酒泉载人航天发射场发射长征2F遥八火箭,将“神舟八号”飞船送入预定轨道,其主要任务是与天宫一号对接。11月3日,发射的天宫一号目标飞行器进行了空间交会对接,标志着中国成为继苏、美后第3个自主掌握次自动交会对接的国家,也标志着中国已经初步掌握了自动空间交会对接。
  2012年6月16日,我国第四艘载人飞船神舟九号于18点37分24秒成功发射,三名航天员景海鹏、刘洋、刘旺顺利升空,航天员景海鹏第二次参加飞行任务;刘洋成为中国首位参加载人航天飞行的女航天员。18日约11时左右转入自主控制飞行,14时左右与天宫一号实施自动交会对接,这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点00分安全返回。
  2013年6月11日,我国第五艘载人飞船神舟十号于11日17时38分搭载三位航天员飞向太空,在轨飞行15天,并首次开展我国航天员太空授课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成,聂海胜担任指令长。飞船升空后再和目标飞行器天宫一号对接,任务将是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。在轨飞行15天,其中12天与天宫一号组成组合体在太空中飞行,与天宫一号进行交会对接成功,标志着中国已经基本掌握了空间飞行器交会对接技术。对后续的天宫二号即第二代空间实验室的建设打下坚实的基础。
  2016年10月17日7时30分,在中国酒泉卫星发射中心发射了我国第六艘载人飞船神舟十一号,航天员景海鹏、陈冬,航天员景海鹏第三次参加飞行任务。神舟十一号进行宇航员在太空中期驻留试验,驻留时间将首次长达30天。19日凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功。航天员景海鹏成功打开天宫二号空间实验室舱门,两位航天员顺利进入天宫二号空间实验室,景海鹏成为第一个进入天宫二号的航天员。
  2020年11月24日4时30分,中国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道,开启中国首次地外天体采样返回之旅。12月1日,嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆。
  从关于“月亮人”的讨论和想象,再到关于外星人月球基地的想象,并不是仅仅具有一般科学探索的意义,或只是为公众提供娱乐,还有着某种非常强烈的象征意义——将来真的会有“月亮人”。最有可能出现的“月亮人”其实就是地球人类——因为世界各大国对月球的竞逐早已经开始。而今,中国也具备了登陆月球、探索月球的能力,宣示着中国和平开发月球的诺言。
  深空探测
  呈现橙红色的火星在古时又被称为“荧惑”。火星上虽然大气稀薄,不过作为离地球较近且环境最相似的星球,是人类走出地月系统,开展深空探测的首选目标。
  2021年2月10日19时52分,中国首次火星探测任务天问一号探测器实施近火捕获制动,环绕器3000N轨控发动机点火工作约15分钟,探测器顺利进入近火点高度约400千米,周期约10个地球日,倾角约10度的大椭圆环火轨道,成为我国第一颗人造火星卫星。捕获过程中,火星环绕器需准确进行点火制动,如果制动点火时间过长,探测器速度下降过多,探测器就会一头撞上火星;如果制动点火时间过短,探测器速度过快,就会沿抛物线轨迹飞离火星。
  由于火星探测器从地球飞向火星的过程中能够被火星引力所捕获的机会只有一次,且时间仅30分钟左右,不能中断;捕获时探测器距离地球1.92亿千米,无线电通信双向延时达20多分钟,地面无法对这一制动过程进行实时监控,只能依靠探测器自主执行捕获策略。
  此外,近似于真空的太空环境暗流涌动,隐藏着多种看不见的干扰因素,如星球引力摄动、太阳风、空间辐射等。为了防止“天问一号”不打招呼地“跑偏”,设计人员综合考虑了各种因素,进行了大量计算,设计出了一条精密的轨道,在发射前上传至发动机,给它了一份“离线地图”。
  火星的质量只有地球的十分之一,引力远小于地球,探测器在近火轨道必须及时“刹车”,否则会掠过火星,这就要考验“快递小哥”刹车是否踩得稳、准、狠。在此次近火制动任务中,3000牛轨控发动机快速点火启动,并在额定点长时间连续稳定工作。作为离地球较近且环境最相似的行星,火星一直是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。正如中国首次火星探测任务新闻发言人、中国国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰所言,火星是地球的“姊妹星”,探索火星有助于人类更好了解行星和宇宙演化,为人类社会发展带来更多前沿知识。
  2月24日6时29分,“天问一号”探测器成功实施近火制动,进入火星停泊轨道。3月4日,国家航天局发布3幅由我国首次火星探测任务天问一号探测器拍摄的高清火星影像图,包括2幅黑白图像和1幅彩色图像。
  在今年的5月或6月,“天问一号”将择机登陆火星,一探这个美丽行星的奥秘。小小的探测器饱含我国多年的努力与全国人民的希望,更是无数科研人员的心血。相比追赶他国脚步,我们更看重自身成就,几个月后,“天问一号”还将带给我们更多惊喜。我们探索的步伐平稳而有力,如今,月球和火星都不再那么遥不可及。相信在不远的将来,我们一定可以飞得更高、更远,直至那星汉灿烂之里!

(张祎豪)


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