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2024年，中國航天取得了許多科技成果，尤其是又創(chuàng)造了多個(gè)航天第一，促進(jìn)了科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等許多領(lǐng)域的更快發(fā)展，產(chǎn)生了較大影響力。
一、長征十二號閃亮登場
2024年11月30日，我國成功發(fā)射了首枚長征十二號火箭，并且首次啟用了海南航天商業(yè)發(fā)射場。長征十二號火箭采用兩級構(gòu)型，第一級裝了4臺(tái)推力125噸液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī);第二級裝了2臺(tái)推力18噸液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。
長征十二號火箭的近地軌道運(yùn)載能力不小于12噸，700千米太陽同步軌道運(yùn)載能力不小于6噸，是我國目前運(yùn)載能力最大的單芯級運(yùn)載火箭，可有效提高我國太陽同步軌道入軌能力和低軌星座組網(wǎng)能力，助力我國航天運(yùn)輸體系高質(zhì)量發(fā)展。
該火箭箭體直徑為 3.8 米，是我國首型4米級運(yùn)載火箭。與傳統(tǒng)3.35米直徑的運(yùn)載火箭相比，推進(jìn)劑裝填量提升30%，火箭模塊的推力性能提升108%，可實(shí)現(xiàn)箭體直徑與發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量的最佳適配，進(jìn)一步提高了運(yùn)載火箭的運(yùn)載系數(shù)。
其二級貯箱采用了世界先進(jìn)的第三代鋁鋰合金材料，這樣不僅重量輕，比第二代鋁合金材料重量減輕了10% ～15%，還特別強(qiáng)韌。
長征十二號還在國內(nèi)首度運(yùn)用與液氧相容的冷氦直接增壓技術(shù)，利用低溫下氦氣密度大的特點(diǎn)，大幅減少了增壓氣瓶數(shù)量，提高了增壓氣瓶的儲(chǔ)氣效率，進(jìn)一步減輕了增壓輸送系統(tǒng)質(zhì)量，優(yōu)化了火箭總裝布局，縮短了運(yùn)載火箭總裝周期。
首次使用的海南商業(yè)航天發(fā)射場是中國首個(gè)商業(yè)航天發(fā)射場，可滿足商業(yè)發(fā)射服務(wù)、發(fā)射技術(shù)研究和科技旅游業(yè)務(wù)的需求。其1號工位取消了導(dǎo)流槽，首次采用地面導(dǎo)流錐排導(dǎo)、擠壓式噴水降溫降噪等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，縮短了建設(shè)周期;2號工位是中國首個(gè)液體通用型發(fā)射工位，可滿足10 余個(gè)型號火箭發(fā)射需求，采用水平組裝、水平測試、水平轉(zhuǎn)運(yùn)的 “三平模式”，從轉(zhuǎn)運(yùn)到發(fā)射最短 3 天就能完成，顯著提升發(fā)射效率，大幅縮短發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間。
二 、“天關(guān)”空間望遠(yuǎn)鏡技驚四座
目前，我國有900多顆各類人造地球衛(wèi)星在軌工作，造福人類。2024年，我國又發(fā)射了多顆技術(shù)更先進(jìn)的新型人造地球衛(wèi)星。
在科學(xué)衛(wèi)星方面，2024年1月9日，我國發(fā)射了“愛因斯坦探針”天文衛(wèi)星，同年 10 月 31 日在軌交付，并正式命名為 “天關(guān)”，開啟了X射線時(shí)域天文學(xué)探測。它有三大科學(xué)目標(biāo)：發(fā)現(xiàn)宇宙中X射線暫現(xiàn)和爆發(fā)天體，監(jiān)測已知天體的活動(dòng)特性，研究相關(guān)行為的性質(zhì)及物理機(jī)制;發(fā)現(xiàn)和探索宇宙中沉寂黑洞的耀發(fā)，繪制黑洞的分布，進(jìn)一步對其起源、演化及吸積過程進(jìn)行研究和解釋;探尋來自引力波源的X射線信號?！ ?/p>
“天關(guān)”衛(wèi)星
“天關(guān)”衛(wèi)星裝有一臺(tái)全天監(jiān)視器型寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡和一臺(tái)后隨觀測的窄視場X射線望遠(yuǎn)鏡。前者看得廣，后者看得細(xì)。在衛(wèi)星上的寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)“可疑目標(biāo)”后，窄視場X射線望遠(yuǎn)鏡能馬上進(jìn)行鎖定、放大。寬視場望遠(yuǎn)鏡在國際上首次大規(guī)模采用了“龍蝦眼”微孔陣列聚焦成像技術(shù)，其探測能力國際領(lǐng)先，可對軟X射線波段進(jìn)行大視場、高靈敏度、高空間分辨率、快速時(shí)域巡天監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了靈敏度和空間分辨率1至2個(gè)數(shù)量級的提升。這有助于發(fā)現(xiàn)更多的暫現(xiàn)源和爆發(fā)源，系統(tǒng)性地發(fā)現(xiàn)宇宙高能暫現(xiàn)和劇變天體，監(jiān)測已知天體的活動(dòng)性，探究其本質(zhì)和物理過程，“看到”更寬、更暗、更遠(yuǎn)的宇宙。
它已發(fā)現(xiàn)新暫現(xiàn)天體：2024 年 4 月 8 日，發(fā)現(xiàn)一例暫現(xiàn)天體EP240408A，并記錄了其X射線的一次劇烈爆發(fā)，此次爆發(fā)亮度增強(qiáng)300倍，持續(xù)僅12 秒，其光譜和光變性質(zhì)與已知天體均不完全相符;獲取了大量觀測數(shù)據(jù)：成功獲取了首張全天X 射線天圖，探測到60例確定的暫現(xiàn)天體，上千例暫現(xiàn)天體候選體，以及480例恒星耀發(fā)，探測到上百例已知天體的爆發(fā)，向國際天文界發(fā)送100多條天文警報(bào);拓展了觀測距離：探測到最遠(yuǎn)的天體是來自256億光年之外的γ射線暴 EP240315A，展示出強(qiáng)大的深空探測能力 。
三、“中法天文衛(wèi)星”冉冉升起
2024年6月22日，中國和法國合作研制的“中法天文衛(wèi)星”升空。它運(yùn)行在635千米高近地軌道，設(shè)計(jì)壽命 3 年。其科學(xué)目標(biāo)為發(fā)現(xiàn)和快速定位各種γ暴，全面測量和研究γ射線暴的電磁輻射性質(zhì)，利用γ射線暴研究宇宙的演化和暗能量，快速后隨觀測引力波等天文暫現(xiàn)源。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，將為人類理解宇宙的起源、演化和結(jié)構(gòu)提供重要的線索和證據(jù)。
該衛(wèi)星載有4臺(tái)科學(xué)載荷，其中中方負(fù)責(zé)提供γ射線監(jiān)視器、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡兩個(gè)科學(xué)載荷，法方提供硬X射線相機(jī)與軟X射線望遠(yuǎn)鏡兩個(gè)科學(xué)載荷。這4臺(tái)科學(xué)載荷可以進(jìn)行信息交互和傳遞，構(gòu)成一個(gè)完整的γ射線暴探測儀器，具有多波段觀測、快速機(jī)動(dòng)、靈活操作及地面后隨觀測等功能，是迄今為止全球?qū)?gamma;射線暴開展多波段綜合觀測能力最強(qiáng)的衛(wèi)星，能對γ射線暴研究等空間天文領(lǐng)域科學(xué)發(fā)現(xiàn)發(fā)揮重要作用。發(fā)射升空不久后，其搭載的γ射線監(jiān)測器已成功探測到3個(gè)γ射線暴，充分驗(yàn)證了該衛(wèi)星對γ射線暴的高精度觸發(fā)探測能力。
“中法天文衛(wèi)星”
它配置了大視場探測儀器，如γ射線監(jiān)視器和硬X射線相機(jī)能觀測視野范圍角度面積在1萬平方度左右，相當(dāng)于覆蓋全天的四分之一，可以捕捉天空中無法預(yù)測的γ射線暴，并快速定位。
衛(wèi)星觀測波段覆蓋了從高能到近紅外波段，能夠?qū)?gamma;射線暴的電磁輻射性質(zhì)進(jìn)行全面測量和研究。通過對γ射線暴的觀測和研究，能探索宇宙在早期階段的物理?xiàng)l件和演化過程，以及暗能量在宇宙演化中的作用，提供關(guān)于宇宙膨脹、星系形成和演化等方面的重要信息，有助于揭示宇宙的奧秘和結(jié)構(gòu)形成的機(jī)制。
四、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建造拉開大幕
2024年8月6 日，“千帆”極軌 01組18 顆衛(wèi)星升空;10月15 日，“千帆”極軌 02 組18 顆衛(wèi)星升空。12月5日，“千帆”極軌03組18顆衛(wèi)星升空。“千帆”低軌寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座由上海垣信衛(wèi)星科技有限公司主導(dǎo)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營，具有離地較近、成本低、功耗低、覆蓋廣、時(shí)延低等優(yōu)勢，能夠提供大帶寬、低時(shí)延、高質(zhì)量、高安全性、全球覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。此外，它采用多層多軌道，分階段實(shí)施的星座設(shè)計(jì)，一期部署648顆衛(wèi)星提供區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋，二期部署1296顆衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋，三期規(guī)劃由超過1.5萬顆衛(wèi)星提供多元業(yè)務(wù)融合服務(wù)。
“千帆”低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座
我國還將發(fā)射由中國衛(wèi)星(29.060, -0.22, -0.75%)網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)的低軌互聯(lián)網(wǎng)星座衛(wèi)星。星網(wǎng)星座將由1.3萬顆左右的低軌通信衛(wèi)星組成。星座中的衛(wèi)星分布在多種不同高度和傾角的軌道上，其中包括500千米以下的極低軌道和 1100 千米左右的近地軌道，軌道傾角分布在 30°～85°之間。
建成后的星網(wǎng)星座能充分利用低軌衛(wèi)星的優(yōu)勢，構(gòu)建起覆蓋全球的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，提升通信的時(shí)效性和可靠性，降低通信延遲，為用戶提供高質(zhì)量的通信體驗(yàn)。其大規(guī)模的衛(wèi)星組網(wǎng)和先進(jìn)的通信技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的無縫通信覆蓋，打破地域限制，促進(jìn)信息的快速流通和共享，可為全球用戶提供寬帶通信服務(wù)等，推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的全球覆蓋和融合發(fā)展，滿足不同行業(yè)和用戶對高速、穩(wěn)定通信的需求，對物聯(lián)網(wǎng)、智能交通、航空航天等眾多領(lǐng)域有著重要意義。
五、發(fā)射首顆“海洋鹽度探測衛(wèi)星”
2024年11月14日，我國發(fā)射了“海洋鹽度探測衛(wèi)星”。該衛(wèi)星是《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的“十三五”科研星，屬于“海洋動(dòng)力衛(wèi)星”系列，用于獲取全球海洋鹽度信息。它填補(bǔ)了我國海洋動(dòng)力衛(wèi)星系列在海洋鹽度探測能力上的空白，并能兼顧土壤濕度探測，滿足海洋、減災(zāi)、農(nóng)業(yè)、氣象等多個(gè)行業(yè)和業(yè)務(wù)部門的迫切需求，是我國實(shí)施海洋資源開發(fā)、災(zāi)害防治和環(huán)境監(jiān)測的重要技術(shù)支撐。
“海洋鹽度探測衛(wèi)星”采用多種遙感器聯(lián)合探測：配置了綜合孔徑微波輻射計(jì)、主被動(dòng)探測儀和頻譜監(jiān)測儀三類遙感載荷，能夠同步測量海洋鹽度的各種影響要素，像老中醫(yī)“望聞問切”一樣全面獲取海洋鹽度探測所需數(shù)據(jù)。由于攻克了冷空外定標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)，所以該衛(wèi)星能定期對鹽度探測精度進(jìn)行校正，確保衛(wèi)星長期在軌高精度的觀測能力。它還可以全天時(shí)、全天候獲取高精度全球海洋鹽度信息，衛(wèi)星每天可獲取全球70%以上的海洋鹽度數(shù)據(jù)，每3天可覆蓋全球?！?/p>
“海洋鹽度探測衛(wèi)星”
該衛(wèi)星完善了中國海洋動(dòng)力環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)獲取能力，標(biāo)志著中國在海洋動(dòng)力環(huán)境觀測領(lǐng)域邁出重要一步，可在海洋環(huán)境預(yù)報(bào)、海洋生態(tài)預(yù)報(bào)、極地海冰監(jiān)測、海面風(fēng)場和臺(tái)風(fēng)監(jiān)測、全球氣候變化研究等方面發(fā)揮重要作用，為海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品精度及質(zhì)量的提升提供了重要支持，也為中國實(shí)施海洋資源開發(fā)、災(zāi)害防治和環(huán)境監(jiān)測等提供重要數(shù)據(jù)支撐。
六、嫦娥六號完成世界首次月背采樣返回
2024年，我國圓滿完成了嫦娥六號任務(wù)，對預(yù)選著陸區(qū)月球背面進(jìn)行了形貌探測和地質(zhì)背景勘察等工作，并采集了不同地域、不同年齡的月球樣品，實(shí)現(xiàn)了人類首次從月球背面采樣并返回地球;突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)月球探測及深空探測任務(wù)積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn);與4個(gè)國家開展了聯(lián)合探測與研究，促進(jìn)了國際航天領(lǐng)域的合作與交流。
鵲橋二號月球中繼星
為了完成嫦娥六號任務(wù)，我國于2024年3月20日首先發(fā)射了鵲橋二號月球中繼星，以替代“超期服役”的“鵲橋”月球中繼星。鵲橋二號是世界第二顆在地球軌道以外的專用中繼星，架設(shè)了地月新“鵲橋”。它有四大優(yōu)勢：一是天線更多，可保證每時(shí)每刻都能指向地面數(shù)據(jù)接收站;平臺(tái)更強(qiáng)，具有壽命長、功率大和碼速率高的特點(diǎn)，不僅服務(wù)于嫦娥四號、六號任務(wù)，也將為于2026年和2028年發(fā)射的嫦娥七號、八號提供地月間的優(yōu)質(zhì)中繼通信;載荷更多，進(jìn)一步提升了科研價(jià)值;軌道新穎，能同時(shí)保證數(shù)據(jù)中繼和月球探測，并減少推進(jìn)劑的消耗。
2024年5月3日，我國發(fā)射嫦娥六號。2024年6月25日，其返回器攜帶1935.3克月背樣品著陸，在世界上首次實(shí)現(xiàn)月球背面自動(dòng)采樣返回的壯舉。嫦娥六號實(shí)現(xiàn)了三大技術(shù)突破：一是突破月球逆行軌道設(shè)計(jì)與控制技術(shù);二是月背智能快速采樣技術(shù);三是月背起飛上升技術(shù)。
嫦娥六號采集的樣品年代更為久遠(yuǎn)，通過對這些樣品的研究，有助于科學(xué)家更好地了解月球的形成和演化歷史，填補(bǔ)人類對月球背面地質(zhì)認(rèn)知的空白;其著陸區(qū)鐵、鈦等元素豐度較高，其他礦石也比周圍更豐富，因此可為未來月球資源的開發(fā)和利用提供重要參考依據(jù);嫦娥六號帶回的月球背面樣品，可能蘊(yùn)藏著太陽系早期歷史的重要線索，對于深入探索太陽系的起源和演化具有重要意義。
嫦娥六號返回器返回地球
目前，科學(xué)家正進(jìn)行月球背面樣品的分析與研究，并已發(fā)布首批研究成果，包括揭示了月背火山活動(dòng)歷史。
上述是2024年中國航天的一些亮點(diǎn)。未來的中國航天將更精彩。例如，我國將研制、發(fā)射長征十號新一代載人運(yùn)載火箭、長征九號重型運(yùn)載火箭、中國與歐洲合作的“微笑”天文衛(wèi)星、全球首顆靜止軌道微波氣象衛(wèi)星、技術(shù)更先進(jìn)的北斗四號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、“輕舟”貨運(yùn)飛船、“昊龍”貨運(yùn)航天飛機(jī)、“巡天”空間望遠(yuǎn)鏡、“夢舟”新一代載人飛船、“攬?jiān)?rdquo;月面著陸器、載人月球車、載人探測月球任務(wù)、嫦娥七號月球探測器、嫦娥八號月球探測器、國際月球科研站、天問二號小行星探測器、天問三號火星采樣返回探測器、天問四號木星系探測器等，在2035年左右，將把我國由航天大國變成航天強(qiáng)國。
