中国航天的2020：丰收之年
作者丨Decode
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嫦娥奔月、天问探火、北斗建成……对中国航天来说，2020 年是个丰收的年份。在新的一年开端之际，不妨来回顾一下过去一年里，中国航天取得的成绩。
嫦娥五号成功采样返回，中国探月工程走到“第二步”
2020 年，中国航天最引人注目的成绩，莫过于嫦娥五号任务顺利完成。11 月 24 日 4 时 30 分，长征五号遥五运载火箭成功发射，带着嫦娥五号探测器飞往月球。
12 月 17 日凌晨 2 点左右，嫦娥五号正式结束了太空之旅，带着 1731 克从月球表面采集的土壤样品返回地球。自此，中国成为继美国和前苏联之后，第三个取得月球样本的国家。
嫦娥五号探测器由四部分构成，分别是轨道器、返回器、着陆器和上升器。四部分自下而上串联，总质量约 8200 千克，在中国航天器发射史上，是位居前列的 “大块头”。
它创造了五项中国首次：首次实现地外天体的采样与封装；首次地外天体上的点火起飞、精准入轨；首次在月球轨道无人交会对接和样品转移；首次携带月球样品以近第二宇宙速度再入返回；首次建立中国月球样品的存储、分析和研究系统。
除了嫦娥五号探测器本身，承担此次发射任务的长征五号运载火箭，也颇具看点。它是中国目前最大、最先进、运载力最强的火箭。
长征五号箭体长度近 60 米，起飞重量超过 800 吨。作为对比，长征四号火箭长度为 48 米，起飞重量为 250 吨；长征三号长度为 45 米，起飞重量 204.88 吨。因此，块头更大、力气也更大的长征五号，被称之为 “胖五”，可直接将超过 8 吨的嫦娥五号送入地月转移轨道。
嫦娥五号本次任务，实际上是中国 “嫦娥工程” 的其中一个环节。以嫦娥奔月神话中 “嫦娥” 命名的中国月球探测工程，有 “大三步” 和 “小三步” 之别。“大三步” 是指 “探”、“登” 和 “驻（住）”，分别意味着无人探月、载人登月和长久驻月。其中，无人探月工程，又细分为 “小三步”，分别是 “绕”、“落” 和 “回”。
“绕” 指的是，在距离月球表面两千公里的高度绕月飞行，进行月球全球探测。“落” 是指降落到月球表面，释放月球车，进行着陆区域附近局部详细探测。“回” 则是嫦娥五号正在进行的第三步：到月球表面采样后，带回地球。
对于 “小三步” 来说，本次任务是收官之作。而对于未来的探月工程来说，也是奠基之作。接下来，中国月球探测工程的 “大三步” 将来到第二步，预计在 2030 年代实现中国航天员登月。
北斗全球卫星导航系统建成，从中国走向全球
2020 年 6 月 23 日 9 时 43 分，在长征三号乙运载火箭的帮助下，北斗三号最后一颗组网卫星发射升空。经过 30 分钟的飞行后，卫星进入预定轨道，实现稳定运行，西昌卫星发射中心宣布发射任务成功。自此，中国全面建成了属于自己的全球卫星导航系统。
全球卫星导航系统的重点是 “全球” 二字，此前北斗三号只能为 “一带一路” 沿线国家提供服务。这次最后一颗组网卫星上天后，北斗三号发展成完全体，能覆盖全球所有地区。
中国北斗系统的建成历经 26 年，分为“三步走”：第一步是试验系统北斗一号，第二步是覆盖亚太大部分地区的北斗二号，第三步是覆盖全球的北斗三号。
1994 年，北斗卫星导航试验系统（即北斗一号）立项。6 年后，通过发射 2 颗卫星，建成北斗导航试验系统，主要在中国境内提供定位导航服务。中国成为继美、俄之后，世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
2007 年，北斗二号第一颗卫星成功发射。5 年底，北斗二号正式建成，面向亚太区域提供服务。
2017 年 11 月，北斗三号发射第一批组网卫星。加上最后发射的卫星，北斗三号一共 30 颗卫星，包括 24 颗 MEO （中圆地球轨道）卫星、3 颗 IGSO（倾斜地球同步轨道） 卫星和 3 颗 GEO （地球静止轨道）卫星。
2020 年 7 月 31 日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，其应用场景十分广阔，包括智能手机、地面交通、海洋渔业等领域。2019 年 12 月，导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示，现在绝大部分智能手机都用到了北斗。苹果最新的 iPhone 12 系列手机，也明确支持北斗导航定位系统。
天问一号奔往火星，中国航天走向深空
2020 年 7 月 23 日，长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场发射升空，成功将火星探测任务“天问一号”探测器送入地火转移轨道。自此，中国迈出了行星探测的第一步，中国航天走向了更远的深空。
早在 2011 年，中国就尝试过探索火星，当时的探测器叫“萤火一号”，搭载于俄罗斯的火箭之上。但由于发射失利，萤火一号最终坠毁于太平洋海域。萤火一号任务失败后，中国对火星的探索不再借助他国的运载器，而是采用自己的长征系列运载火箭系统。
自 7 月 23 日发射以来，天问一号已成功完成地月合照、探测器 “自拍”、三次中途修正、一次深空机动、载荷自检等工作。12 月 14 日，离开地球 144 天的天问一号，飞行了 3.6 亿公里，距离地球超过 1 亿公里，距离火星约 1200 万公里。
按照原定计划，天问一号将于 2021 年 2 月中旬到达火星，开始绕火探测。5 月中旬，着陆火星巡视探测。如果任务成功，中国将成为世界上第一个，首次探测就通过一次任务实现火星环绕和着陆巡视探测的国家，也将成为世界上第二个实现火星车安全着陆和巡视探测的国家。
新一代载人飞船试验船升空，中国载人航天开启“第三步”
2020 年 5 月 5 日，长征五号 B 运载火箭在文昌航天发射场点火升空，将新一代载人飞船试验船、柔性充气式货物返回舱试验舱等载荷组合体送入预定轨道。中国载人航天工程空间站阶段任务首战告捷，拉开了中国载人航天工程“第三步”任务的序幕。
1992 年 9 月，中国载人航天工程制定了“三步走”的发展战略。
第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。2003 年，神舟五号飞船搭载中国第一位太空人杨利伟飞上太空，让中国成为继苏、美后，第三个将人类送上太空的国家。2005 年 10 月，神舟六号搭载两名航天员，首次成功进行多人多天太空飞行试验，“三步走” 发展战略 “第一步” 收官。
第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。2008 年 9 月，神舟七号任务成功，中国掌握了航天员空间出舱活动关键技术，开启了 “三步走” 发展战略 “第二步” 征程。此后，中国先后完成了空间飞行器交会对接、空间实验室升空和推进剂在轨补加技术，“三步走”发展战略“第二步”完成。
“第三步”则是建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题，中国目前已经拉开了这一步的序幕。
在长征五号 B 将新一代载人飞船试验船送入预定轨道后，该试验船的返回舱于 2020 年 5 月 8 日，成功降落在东风着陆场预定区域。新飞船试验船完成了多项空间科学实验和技术试验，验证了高速再入返回防热、控制和群伞回收等关键技术。
除了上述任务，中国航天在 2020 年取得的成绩还包括新一代运载火箭长征八号首飞成功、可重复使用试验航天器成功返回、商业航天获得实际进展等等。
接下来的 2021 年，中国航天依旧忙碌：天问一号将着陆火星，载人航天工程也将迎来多次任务，包括发射空间站核心舱、天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船。