當代中國航天器的發(fā)展

吳　兵

從1970年4月24日中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅-1”號上天，到2009年4月15日發(fā)射第2顆“北斗”導航衛(wèi)星，中國己發(fā)射并運行成功的自制航天器總共有103個。它們包括人造地球衛(wèi)星，載人航天器和空間探測器三大類，初步形成了通信衛(wèi)星、返回衛(wèi)星，資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，科技衛(wèi)星，導航衛(wèi)星、宇宙飛船七大系列，并在其中的一些尖端技術領域躋身世界先進行列。

中國航天器工程現(xiàn)已歷經(jīng)的三個發(fā)展階段：

技術準備階段(1956—1970年)

包括研制探空火箭，開展基礎研究工作，為研制人造地球衛(wèi)星進行技術、工程和組織上的準備工作。1960年2月19日，我國成功發(fā)射了第一枚探空火箭，1970年4月24日，成功發(fā)射了中國第一顆人造地球衛(wèi)星——“東方紅-1”，開創(chuàng)了中國航天的新紀元。

技術試驗階段(1971～1984年)

主要是研制，發(fā)射和運行返回式遙感衛(wèi)星、試驗性通信衛(wèi)星和科學探測與技術試驗衛(wèi)星。1975年11月26日，首次發(fā)射并回收了返回式遙感衛(wèi)星，使中國成為世界上第三個掌握衛(wèi)星返回技術的國家。1984年4月8日發(fā)射并運行成功第一顆“東方紅-2”地球靜止軌道通信衛(wèi)星，使中國成為世界上第五個獨立研制和發(fā)射靜止軌道衛(wèi)星的國家。在試驗階段，中國還研制和成功發(fā)射了7顆不同類型的科學探測與技術試驗衛(wèi)星。

工程應用階段(從1985年起至今)

是中國航天器工程從技術試驗走向工程應用的階段。在這一階段，這七大系列航天器相繼投入使用，并形成了以中國空間技術研究院等單位為核心的航天器工程研制體系，建立了適應航天器高可靠，高性能、長壽命特點的研究，設計，制造和試驗裝備，地面設備及應用、服務保障等完備的科研生產(chǎn)系統(tǒng)。

通信衛(wèi)星的發(fā)展

以衛(wèi)星平臺劃分，中國通信衛(wèi)星研制至今已邁出三大步。

1984年4月8日，“東方紅-2”試驗通信衛(wèi)星順利升空，邁出了中國通信衛(wèi)星的第一步。1986年2月1日又發(fā)射了“東方紅-2”實用通信衛(wèi)星。它們及后來發(fā)射的“東方紅2A'都采用中國第一代地球靜止軌道衛(wèi)星平臺“東方紅-2”衛(wèi)星。該平臺與美國HS-376衛(wèi)星平臺類似，為自旋穩(wěn)定方式。

此后研制的“東方紅-2A”雖然仍采用第一代平臺，但在設計上有較大改進，性能有較大提高。星上通信轉發(fā)器由2臺增至4臺(C頻段)，使電視轉播能力由2個頻道增至4個頻道，電話傳輸能力由1000路增至3000路，設計壽命由3年增至4年半，其等效輻射功率也提高了許多。從1988～1991年，中國相繼發(fā)射了4顆“東方紅-2A”實用通信衛(wèi)星，除最后1顆因火箭故障未能入軌外，前3顆均狀態(tài)良好，使中國的衛(wèi)星通信和電視轉播跨入一個新階段，曾一度使衛(wèi)星通信轉發(fā)器應用國產(chǎn)化的程度達到2/3，大大加速了中國通信事業(yè)的發(fā)展速度。

研制中容量通信衛(wèi)星“東方紅-3”是中國通信衛(wèi)星發(fā)展的第二步。1997年5月12日，首顆“東方紅3”發(fā)射并運行成功，使中國通信衛(wèi)星水平T跨越了20年。該衛(wèi)星載有24臺c頻段轉發(fā)器，工作壽命達8年。與“東方紅_2A”相比，“東方紅-3”的轉發(fā)器數(shù)量增加了6倍，設計壽命延長了2倍，從而大大緩解了中國衛(wèi)星通信的緊張狀況。“東方紅-3”衛(wèi)星采用了許多當時的新技術，例如，全三軸穩(wěn)定技術、公用平臺設計，等等。它的研制成功，標志著中國通信衛(wèi)星技術跨上了一個新臺階。

“東方紅-3”衛(wèi)星平臺是中國第二代地球靜止軌道衛(wèi)星平臺，有效載荷承載能力220千克，可提供有效載荷功率980瓦，設計壽命8年，是目前中國性能最穩(wěn)定，經(jīng)過多次飛行考驗的成熟中等容量地球靜止軌道衛(wèi)星平臺，先后用于“中星”系列通信衛(wèi)星，“鑫諾-3”通信衛(wèi)星，“天鏈-1中繼衛(wèi)星、”北斗系列導航衛(wèi)星和“嫦娥-1”月球探測衛(wèi)星等。它的研制成功，實現(xiàn)了中國地球靜止軌道通信衛(wèi)星從自旋穩(wěn)定型到三軸穩(wěn)定型的飛躍，有效載荷能力有了明顯的提高。

值得一提的是2008年4月25日上天的中國首顆中繼衛(wèi)星”天鏈-1，其技術十分復雜。它的研制成功，不僅使中國航天測控網(wǎng)覆蓋率由15％提高到50％以上，還增強了航天器測控及星地數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，對降低航天器運行風險、提高地面測控指揮決策效率具有重要意義，填補了中國衛(wèi)星領域的一個空白。該星在2008年9月“神舟-7”載人航天飛行中首次得到應用。

采用衛(wèi)星平臺生產(chǎn)可實現(xiàn)批量化、短周期，高可靠、低成本，應用廣。因此，充分發(fā)揮“東方紅-3”平臺的作用是中國通信衛(wèi)星今后發(fā)展的方向之一。另一方面，進一步挖掘“東方6-3”衛(wèi)星平臺的潛力，提高衛(wèi)星的性能，也是一個很有前景的方向?，F(xiàn)在，技術更先進的“東方紅-3A”衛(wèi)星平臺已經(jīng)問世，其有效載荷承載能力在“東方紅-3”衛(wèi)星平臺基礎上提高了40％～50％。2009年4月15日發(fā)射的第二顆“北斗”導航衛(wèi)星就是首顆采用“東方6-3A”平臺的衛(wèi)星。

“東方6-4”是中國第3代大型靜止軌道衛(wèi)星公用平臺，具有輸出功率大、承載能力強和服務壽命長等特點，衛(wèi)星整體性能達到國際同類通信衛(wèi)星的先進水平。該平臺采用高效率的砷化鎵太陽電池翼和氫鎳蓄電池組：通過星上數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可自動控制星上設備正常工作溫度和進行蓄電池充放電管理：裝載了V型動量輪控制系統(tǒng)和星上計算機，能提供更高的姿態(tài)和軌道控制精度。它的有效載荷承載能力595千克，可提供有效載荷功率8千瓦，設計壽命15年，可用于大容量通信衛(wèi)星，直播衛(wèi)星，中繼衛(wèi)星和移動通信衛(wèi)星等。

目前，已先后研制并發(fā)射了3顆采用“東方紅-4”平臺的衛(wèi)星，其中第一顆是“鑫諾-2”，由于在定點過程中出現(xiàn)技術故障，該星無法提供廣播傳輸服務；第二顆是“尼日利亞通信衛(wèi)星-1”，它在天上工作了近一年，后因太陽電池翼故障使衛(wèi)星失效；第三顆是“委內(nèi)瑞拉衛(wèi)星-1”，其主要技術狀態(tài)變化有二：一是首次在中國研制的衛(wèi)星上使用具有國際先進水平的c波段雙柵天線，克服了傳統(tǒng)雙反射面天線和長焦距天線占用空間大、自身重量大、極化隔離度差的弊端，使衛(wèi)星天線擺脫了多方面的限制，不同轉發(fā)器之間的干擾大大降低，傳播的信號將更加清晰；二是對太陽電池翼進行了重大技術改進，以確保衛(wèi)星在15年運行期間，太陽電池翼能夠為衛(wèi)星提供充足的電源，目前工作良好。

2008年，中國又和巴基斯坦簽訂了整星出口合同，其他一些國家也有這方面的需求和意向。目前，圍繞高可靠、長壽命工作，正在進一步完善和提高“東方6-4”平臺的各種性能，盡快形成基本型的定型工作，并在此基礎上優(yōu)化衛(wèi)星性能，形成增強型等能夠滿足多種需求的“東方紅-4”衛(wèi)星平臺型譜，以滿足國際市場的多種需求。

返回衛(wèi)星的發(fā)展

返回式衛(wèi)星是中國最早研制的應用

衛(wèi)星，先后發(fā)射了24顆，其中23顆入軌，22顆回收，是中國最成功的航天計劃之一。用這些返回式衛(wèi)星不僅進行了遙感、微重力實驗和新技術試驗，還為中國掌握載人飛船返回技術提供了重要借鑒。

中國現(xiàn)已研制并發(fā)射了返回式衛(wèi)星0號、1號、2號、3號、4號和“實踐8”號共6種型號衛(wèi)星，其中“返回式衛(wèi)星0”號是第一代國土普查衛(wèi)星；“返回式衛(wèi)星1”號是第一代攝影測繪衛(wèi)星：“返回式衛(wèi)星2”號是第二代國土普查衛(wèi)星：“返回式衛(wèi)星3”號是第二代攝影測繪衛(wèi)星，用于高精度攝影測繪，其測繪精度比第一代有較大的提高；“返回式衛(wèi)星4”號是第一代國土詳查衛(wèi)星：“實踐8號”是太空育種衛(wèi)星。

通過6個型號衛(wèi)星的研制，中國解決了返回衛(wèi)星的總體設計，制造、大型試驗，衛(wèi)星發(fā)射、跟蹤測控和衛(wèi)星回收等各種關鍵技術，尤其是“返回式衛(wèi)星3”號，4號的研制，使返回式衛(wèi)星平臺不斷成熟發(fā)展，有效載荷的性能有了很大的提高；而“實踐8”號是世界第一顆專用太空育種衛(wèi)星。

中國返回式衛(wèi)星經(jīng)歷了一個從初級到高級，技術不斷進步的過程。先后研制了兩代返回式衛(wèi)星平臺，它們均由儀器艙和返回艙組成，其中第二代返回式衛(wèi)星平臺大大增加了衛(wèi)星的有效載荷和軌道壽命，以及全新的姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng)，且可一星多用，儀器艙在與返回艙分離后能留軌試驗。

資源衛(wèi)星的發(fā)展

1999年10月14日，中國和巴西合作研制的第一顆“中巴地球資源衛(wèi)星-1”(簡稱“資源一1”的01星)上天，結束了中國沒有陸地資源衛(wèi)星的歷史，首次直接獲取了中國西部邊陲地區(qū)的遙感圖像資料。該星在軌安全運行了3年10個月，超出了衛(wèi)星2年的設計壽命。它所采用的“資源一1”平臺是中國第一代傳輸型對地觀測衛(wèi)星平臺，可以裝配500～1000千克的有效載荷。

“資源一1”的01星綜合了美國“陸地衛(wèi)星一5”和法國“斯波特一3”的優(yōu)點，并且比它們具有更廣的應用范圍。星上有3臺遙感器：分辨率20米，幅寬113千米的5譜段CCD相機；分辨率80米《可見近紅外譜段和短波紅外譜段》和160米(熱紅外譜段)，幅寬120千米的4譜段紅外掃描儀；分辨率256米、幅寬890千米的2譜段寬視場咸像儀。其中星載CCD相機具有~32。的側視能力。

2003年10月21日發(fā)射的“資源一r 02星的質量和可靠性比第一顆有較大提高。2007年9月1913發(fā)射的“資源一1”的02B星又增加了1臺分辨率為2，36米的高分辨率相機，這是中國首次在民用衛(wèi)星上使用高分辨率CCD相機。

2000年9月1日，中國“資源一2”的01星升空。2002年10月27日和2004年11月6日，又陸續(xù)發(fā)射了“資源一2”的02星，03星。與“資源-1”相比，“資源一2”工作壽命較長，因為它采用了新型高性能太陽同步軌道衛(wèi)星平臺，貫徹了通用化，系列化，組合化設計思想，可措載高分辨率相機等多種遙感設備，能夠完成多種飛行任務，具有承載能力強，姿態(tài)控制精度高、具備機動變軌能力、數(shù)據(jù)存儲量大，數(shù)據(jù)傳輸率高的特點，已成為中國今后太陽同步軌道衛(wèi)星的基本平臺。氣象衛(wèi)星的發(fā)展1988年9月7日，中國發(fā)射了第一顆極軌氣象衛(wèi)星“風云一1A”。它屬試驗型衛(wèi)星，采用三軸穩(wěn)定方式，是中國第一顆傳輸型遙感衛(wèi)星。衛(wèi)星裝有2臺5通道可見光和紅外掃描輻射儀，使中國成為第三個能自行研制極軌氣象衛(wèi)星的國家。1990年9月3日發(fā)射的“風云一1B”與第一顆基本相同。

1999年5月10日升空的“風云-1C”是中國首顆業(yè)務型極軌氣象衛(wèi)星，主要改進有：星載掃描輻射儀的通道數(shù)量由5個增加到10個，在新增加的5個通道中有4個是海洋水色通道，并將數(shù)據(jù)量化位數(shù)由8比特提高到10比特，使所獲取的信息量大幅度增加星上觀測資料的存儲時間也由60分鐘增加到300分鐘，并將存儲模式由模擬信號改為數(shù)字信號。因此，它能為更精確的中長期天氣預報和氣候預測提供必要的基本資料，并可在災害監(jiān)測和環(huán)境遙感中發(fā)揮巨大作用：還能測量海洋生物的初級生產(chǎn)率，反映海洋渾濁度和海洋污染等·情況。由于該星在軌運行的穩(wěn)定性和獲取數(shù)據(jù)的準確性，世界氣象組織于2000年8月首次正式將該星列入世界氣象業(yè)務極軌氣象衛(wèi)星的行列。與“風云-1C”基本相同的“風云-1D”于2002年5月5日順利升空，用于接替到壽命的“風云一1C”。

2008年5月27日，首顆第二代試驗型極軌氣象衛(wèi)星“風云-3A”上天。它在功能和技術上比“風云-1”向前邁進了一大步，攜帶了8類，11臺，90多種探測通道的探測儀器，創(chuàng)造了諸多第一：星載有效載荷數(shù)量第一，氣象衛(wèi)星觀測功能第……遙感儀器觀測譜段從紫外線，可見光、紅外線—直到微波頻段樣樣齊全。其最大的特點是能夠把全球的氣候變化都監(jiān)測到，達到國際先進水平。

為了大幅度改善區(qū)域性短期天氣預報，中國也積極研制了靜止軌道氣象衛(wèi)星，并于1997年6月10日發(fā)射了第一顆試驗型靜止軌道氣象衛(wèi)星“風云-2A”。該星采用“東方E-2A”衛(wèi)星平臺，載有可見光、紅外和水汽3通道掃描輻射計，空間環(huán)境監(jiān)測器等：能實時獲取中國及其周邊地區(qū)可見光，紅外云圖和水汽分布圖，監(jiān)測空間環(huán)境。衛(wèi)星每半小時獲取一幅覆蓋1/3地球的全景原始云圖。從可見光通道可獲得白天的云層和地表反射的太陽輻射信息，從紅外通道可得到晝夜云層和地表發(fā)射的紅外輻射信息，從水汽通道能提供對流層中，上部大氣中水汽分布的情況。其最大特點是可對觀測區(qū)域實施多時次的頻繁觀測，特別適合監(jiān)測生命史較短而危害又很大的強對流災害性天氣系統(tǒng)的發(fā)生與發(fā)展：填補了中國西部、西亞和印度洋區(qū)域大范圍的天氣資料空白，對監(jiān)測來自青藏高原、孟加拉灣和阿拉伯海及對中國產(chǎn)生主要影響的天氣系統(tǒng)有重要作用。它標志著中國氣象衛(wèi)星進入一個新階段，使中國成為世界第五個擁有靜止軌道氣象衛(wèi)星的國家，世界第三個同時擁有極軌氣象衛(wèi)星和靜止軌道氣象衛(wèi)星的國家。2000年6月25日，與“風云-2A”星相同的“風云-2B”順利發(fā)射。

2004年10月19日，中國第一顆業(yè)務型地球靜止軌道氣象衛(wèi)星“風云-2C”上天，達到國際新一代同類氣象衛(wèi)星的水平。該衛(wèi)星技術性能有多項改進，如星上掃描輻射計從原來的3個通道增加到5個通道，大大提高了衛(wèi)星遙感器的光譜范圍和精度：增加了對森林火災、草原火災、大霧天氣和沙塵暴的觀測能力；衛(wèi)星性能更可靠、實用，每天可向地面送回28張氣象云圖，在汛期期間還可增加到1天出48張云圖。運行期間，全國共有3000多個臺站接收使用該星云圖信息，全世界有20多個國家接收應用“風云-2C”的資料。2006年12月8日。與“風云-2C”基本相同的“風云-2D”上天，拓寬了觀測范圍，與“風云2C”共同實現(xiàn)了雙星立體觀測，同

時也極大縮短了出圖時間，由原來的30分鐘出一副云圖縮短到每15分鐘出一副云圖。它可獲取更全面、更準確的氣象信息，也能更好地支持、服務于國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略。其觀測能力與國外第二代三軸穩(wěn)定的氣象衛(wèi)星相當，而且定位精度較高。2008年12月23日，又發(fā)射了基本相同的“風云-2E”衛(wèi)星。

2020年以前，中國還要發(fā)射20顆氣象衛(wèi)星。據(jù)了解，這20顆氣象衛(wèi)星包括3顆“風云-2”系列衛(wèi)星，11顆“風云3號”系列衛(wèi)星和6顆“風云-4”系列衛(wèi)星。“風云-2F”、2G、2H計劃分別于2010年、2012年、2014年發(fā)射。

“風云一3”系列氣象衛(wèi)星比“風云-1”新增加了微波輻射計、紅外分光計、紫外臭氧垂直探測器等許多設備，觀測精度和功能大幅度提高，可實現(xiàn)全球、全天候探測。2010年計劃發(fā)射1顆“風云-3”試驗型衛(wèi)星，2012年至2019年計劃發(fā)射10顆“風云-3”業(yè)務型系列氣象衛(wèi)星。

“風云-4”是取代“風云-2”的第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星，2012年計劃發(fā)射一顆“風云-4”試驗型衛(wèi)星(光學星)，2015-2019年計劃發(fā)射4顆業(yè)務型衛(wèi)星(光學衛(wèi)星)和1顆試驗型衛(wèi)星(微波探測衛(wèi)星)。

科技衛(wèi)星的發(fā)展

人造地球衛(wèi)星按用途分可以分為科學衛(wèi)星、試驗衛(wèi)星和應用衛(wèi)星，其中前兩種衛(wèi)星對科學研究和衛(wèi)星研制具有重要意義，可以起到事半功倍的效果。要想提高航天技術水平，在太空進行空間物理探測和新技術試驗是必不可少的，中國“實踐”系列衛(wèi)星肩負著這兩種使命。

從1971年3月3日起至今，中國先后發(fā)射了多種“實踐”系列衛(wèi)星，用于測量空間環(huán)境參數(shù)，試驗衛(wèi)星關鍵技術，而且星上探測儀器的技術性能和衛(wèi)星的整體水平不斷提高，推動了中國空間科學技術與創(chuàng)新發(fā)展，為提高中國空間科學探測和實驗以及空間技術試驗的水平做出了貢獻。其中1999年5月10日升空的“實踐-5”是中國第一顆采用公用平臺(CAST968)思想設計的小型科學實驗衛(wèi)星，達到當時的國際水平，為中國小衛(wèi)星快速發(fā)展奠定了基礎。

為了發(fā)展現(xiàn)代高性能小衛(wèi)星，滿足日益增長的市場需求，中國空間技術研究院先后研制了CAST968、CAST2000等小衛(wèi)星平臺。CAST968平臺具有很強的擴展能力，已經(jīng)應用于多顆小衛(wèi)星的研制。它采用了基于網(wǎng)絡的集成化星務管理，多模式姿態(tài)控制、高品質電源、S頻段統(tǒng)一測控體制等先進的設計思想，使平臺具備較廣的適應性，可用于空間科學、遙感、通信及技術演示驗證等領域。該平臺已先后用于“實踐-5”、“海洋-1A”和“海洋-1B”、“實踐-6，探測-1和“探測-2”等衛(wèi)星。

CAST2000平臺具有高精度控制能力，大范圍側擺機動能力，靈活的軌道機動能力以及高度集成的星務管理能力，高效電源能力，為具有高分辨率需求、高功率需求、快速姿態(tài)機動及軌道機動需求的載荷提供了一個具備高度擴展能力的柔性小衛(wèi)星平臺，已先后用于“試驗衛(wèi)星-2”等衛(wèi)星。

2002年5月1 5日，中國發(fā)射了第一顆海洋衛(wèi)星——“海洋-1A”，它也是首顆采用CAST968平臺的小型應用衛(wèi)星，載有10通道海洋水色掃描儀和4通道CCD海岸帶成像儀，前者主要探測葉綠素，懸浮泥沙和水溫等，用于評估漁場、預報魚訊、監(jiān)測海洋污染和冰情等：后者主要用于監(jiān)測河口懸浮泥沙、海岸帶生態(tài)等，為國家海洋局提供了大量的海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)。2007年4月11日發(fā)射的“海洋-1B”的觀測能力和探測精度又進一步增強和提高。中國海洋衛(wèi)星的發(fā)展目標是建起一整套海洋衛(wèi)星體系，包括3個衛(wèi)星系列，分別是“海洋-1”水色衛(wèi)星系列，“海洋-2”動力環(huán)境衛(wèi)星系列和“海洋-3”監(jiān)視監(jiān)測衛(wèi)星系列，逐步形成以衛(wèi)星為主導的立體海洋空間監(jiān)測網(wǎng)。

2003年12月30日發(fā)射的”探測一1是“地球空間雙星探測計劃”(簡稱“雙星計劃”)中的第一顆星，運行在赤道軌道。2004年7月25日，“探測-2”進入極地軌道。這兩顆探測地球磁層空間的衛(wèi)星載有中國和歐洲的探測儀器，運行于當時國際上地球空間探測衛(wèi)星尚未覆蓋的重要活動區(qū)，主要用于研究太陽活動、行星際磁層空間暴和災害性地球空間天氣的物理過程，是當時中國發(fā)射的距離地球最遠的人造地球衛(wèi)星，其中“探測-1”遠地點高度達到了7萬多千米。它們同歐洲航天局4顆“團星-2”相配合，實現(xiàn)不同區(qū)域同時探測，形成人類歷史上第一次對地球空間的6點立體探測。

2008年9月6日，采用CAST968，2000平臺的中國環(huán)境與災害監(jiān)測預報小衛(wèi)星星座的首批衛(wèi)星——“環(huán)境-1”、“環(huán)境一1B”升空。這兩顆光學小衛(wèi)星運行在同一個太陽同步軌道軌道面內(nèi)，相位成180。分布，可獲取-高時間分辨率、中等空間分辨率的對地觀測數(shù)據(jù)，能對中國大部分地區(qū)實現(xiàn)每天一次重復觀測，大大緩解了中國目前對地觀測數(shù)據(jù)緊缺的局面。“環(huán)境1A"配備2臺寬覆蓋CCD相機和1臺超光譜成像儀：“環(huán)境-1B”配備2臺寬覆蓋CCD相機和1臺紅外相機。它們將與2009年發(fā)射的1顆雷達小衛(wèi)星組成中國第一代環(huán)境與災害監(jiān)測預報小衛(wèi)星星座(即“2+1”方案)。此后，更加完善的由4顆光學小衛(wèi)星和4穎雷達小衛(wèi)星組成的星座(即“4+4”方案)也將啟動研制，以便大大縮短重復觀測時間，實現(xiàn)每天對中國及周邊國家，地區(qū)的災害和環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測，更大地發(fā)揮空間遙感的技術優(yōu)勢，為中國環(huán)境的監(jiān)測、災害的預報發(fā)揮更大的作用。

導航衛(wèi)星的發(fā)展

2000年10月31日和12月21日，2003年5月25日，2007年2月3日，中國先后發(fā)射了4顆采用“東方6-3”平臺的“北斗”(也叫“北斗－1”)試驗導航衛(wèi)星，建成了采用雙星定位原理的區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)，成為世界第三個擁有衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)具有建設周期短、投資少和具備特色功能等優(yōu)點。它不僅可全天候、全天時提供區(qū)域性有源導航定位，還能進行雙向數(shù)字報文通信和精密授時。目前入網(wǎng)注冊用戶4萬多，近1～2年內(nèi)，規(guī)劃新增用戶數(shù)超過10萬，應用覆蓋了水利電力、海洋漁業(yè)、交通運輸、國土測繪、氣象預報，減災救災和公共安全等領域，牽引促進了電子，通信，機械制造、地理信息等相關產(chǎn)業(yè)和信息服務業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

該衛(wèi)星導航系統(tǒng)與美俄衛(wèi)星導航系統(tǒng)最大的不同在于，它不僅能使用戶知道自己的所在位置，還可以告訴別人自己的位置在什么地方，特別適用于需要導航與移動數(shù)據(jù)通信相結合的用戶，如交通運輸、調度指揮，搜索營救、地理信息實時查詢等。

2007年4月14入，中國首顆“北斗”(也叫“北斗－2”)導航衛(wèi)星上天，飛行在高度為21500千米的中圓軌道，標志著中國自行研制的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)進入新的發(fā)展建設階段。2009年4月15日，中國發(fā)射第

2穎“北斗”導航衛(wèi)星，它運行在地球靜止軌道。

“北斗”導航衛(wèi)星星座由3顆靜止軌道衛(wèi)星(GEO，已向國際電聯(lián)申請過)，3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(1GSO)和27顆中圓軌道衛(wèi)星(MEO)組成。它們提供兩種服務方式，即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區(qū)免費提供定位，測速和授時服務；授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務信息。

其主要特色有四個：①導航與通信的集成增強了導航能力和搜索救援能力，可實現(xiàn)用戶信息共享和信息交換：②多系統(tǒng)兼容服務，可以實現(xiàn)公開服務相互兼容，必要時提供多系統(tǒng)監(jiān)測信息和差分改正信息：③提供雙向授時授權服務；④以雙向偽距時間同步方法擺脫衛(wèi)星時間同步與精密軌道之間的依賴關系。所以，“北斗”不僅具備GPS所擁有的一切功能，還可通信：不僅知道自己的位置，也可知道別人的位置。

中國將在2009～2010發(fā)射10顆左右的“北斗”導航衛(wèi)星，基本具備運行能力，滿足國內(nèi)陸地、海洋、航空測量導航方面的需要；剩下的20顆左右衛(wèi)星將于2020年以前發(fā)射，最終將在2015～2020年建成一個由30多顆衛(wèi)星組成的全球導航定位系統(tǒng)。第二代“北斗”不僅完全繼承兼容第一代“北斗”，而且在用戶容量，服務區(qū)域、動態(tài)性能，定位精度、使用方式和抗干擾能力等方面有重大改進和提高，并與其他3個衛(wèi)星系統(tǒng)兼容。

載人航天器的發(fā)展

載人航天是當今高技術中最具挑戰(zhàn)性的領域，能體現(xiàn)一個國家的綜合國力和整體科技水平。從1992年起，中國開始實施載人航天工程。至今，中國已先后成功發(fā)射了“神舟”系列的4艘無人試驗飛船和3艘載人飛船，成為世界上第三個完全獨立進行載人航天的國家。

與國外飛船的發(fā)展相比，中國“神舟”系列飛船有不少突出的特點。例如：起點很高，一船多用，返回艙和降落傘大，電子設備和防熱技術先進等。中國載人航天實施“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略：

第一步是以載人飛船起步，將航天員安全地送入近地軌道，進行適量的對地觀測及科學實驗，并使航天員安全返回地面，實現(xiàn)載人航天的歷史性突破。這一步已通過“神舟-5”，神舟-6”實現(xiàn)。

第二步是除繼續(xù)用載人飛船進行對地觀測和空間試驗外，重點突破航天員出艙活動，空間交會對接試驗兩項關鍵技術，并發(fā)射長期自主飛行、短期有人照料的空間實驗室，盡早建成中國完整配套的空間工程大系統(tǒng)，解決中國一定規(guī)模的空間應用問題。這一步已通過“神舟-7”航天員完成出艙活動拉開序幕。中國第二批航天員選拔工作已開始，以后還將從戰(zhàn)斗機飛行員中選拔出女航天員。

從“神舟-8”開始，“神舟”飛船將基本定型，并具有對接能力。美國已表示有可能在2010年航天飛機退役后用“神舟—飛船運送美國航天員到“國際空間站”。2010年底，中國將發(fā)射“天宮-1”目標飛０行器，質量8噸，是1個簡易的空間實驗室。此后的2年中，將相繼發(fā)射“神舟-8“～”神舟·10-飛船，它們分別與”天宮1”號實現(xiàn)對接，以突破空間交會對接技術。其中“神舟-8”是無人飛船“神舟-9”是否載人未定，“神舟-10“是載人飛船。在2015年以前，將發(fā)射“天宮-2”、天宮-3”空間實驗室，用多艘飛船進行載人對接試驗和載人駐留試驗，解決有一定規(guī)模的短期有人照料的空間應用問題。

第三步是建造長期有人照料、短期自主飛行的大型空間站。它能用于大規(guī)模，長時間地開發(fā)寶貴的太空資源為全人類造福。據(jù)悉，中國將在2020年左右建成載人空間站，解決較大規(guī)模的空間應用問題。中國已開始論證載人登月。

空間探測器的發(fā)展

在空間探測領域，中國從2004年起開始實施月球探測工程，又叫“嫦娥工程”，該工程分為“繞、落，回”三個發(fā)展階段。第一階段為“繞”，即在2004-2007年實施“嫦娥-1”繞月探測工程，發(fā)射第一顆月球探測衛(wèi)星。

第二階段為“落”，即在2007-2013年研制和發(fā)射月球軟著陸器，并攜帶月球車在著陸器落區(qū)附近進行就位探測。

第三階段為“回”，即在2012～2020年發(fā)射月球采樣返回器軟著陸在月球表面特定區(qū)域，并進行分析采樣，然后將月球樣品帶回地球進行詳細研究。

“嫦娥工程”的每一步都是對前一步的深化，并為下一步奠定基礎。從“繞、落、回”的科學目標看，它們有明顯的遞進關系：“繞”就是進行全球性、整體性與綜合普查；“落”就是進行區(qū)域性精細就位分析；“回”就是取樣品返回地面后進行精準分析。

2007年10月24日，中國發(fā)射了第一個月球探測器——“嫦蛾-1”，成為繼人造衛(wèi)星、載人航天之后中國航天的第三個里程碑，并使中國成為世界第五個發(fā)射月球探測器暨空間探測器的國家。2008年7月1日，“嫦娥-1”完成了全月球影像數(shù)據(jù)的獲??；2008年10月24日，順利實現(xiàn)了在軌一年的工作壽命，并圓滿完成各項任務。此后，鑒于工作良好、燃料充足，按照”軌道從高到低，風險從小到大”的原則，中國用”嫦娥-1”開展了變軌等10余項驗證試驗，為探月二期工程積累了寶貴的經(jīng)驗。為了給探月二期“探路”，積累落月過程控制和軌道測定方面的經(jīng)驗，減少后續(xù)工程風險，“嫦娥-1”于2009年3月1日受控撞擊月球豐富海區(qū)域。

“嫦娥-1”累計飛行494天，其中環(huán)月482天，比原計劃多飛117天：飛行期間經(jīng)歷3次月食；傳回1.37千兆字節(jié)有效科學探測數(shù)據(jù)；獲取了全月球影像圖、月表化學元素分布，月表礦物含量，月壤分布和近月空間環(huán)境等一批科學研究成果：準確落入指定的月表區(qū)域，成功完成硬著陸。

2011年底前上天的“嫦娥-2”將作為探月工程二期的先導星，主要是先期試驗驗證部分新技術和新設備，試驗驗證二期工程軌道、測控和軟著陸等五個方面的關鍵技術，降低探月工程二期的技術風險，深化月球科學探。“嫦娥-2”具有飛行時間短、軌道高度低和分辨率高的特點，所載CCD相機分辨率由120米提高到10米。

2013年前實施二期探月工程“落”，所要發(fā)射的“嫦娥-3”由著陸器和月球車組成，其中著陸器定點守候，月球車將在月球表面巡游90天，范圍可達到5平方千米，并抓取月壤在車內(nèi)進行分析，得到的數(shù)據(jù)將直接傳回地球。從獲取探測數(shù)據(jù)的直接性和豐富性的角度來看。軟著陸和巡視勘察是其他探測形式所不能替代的，在空間探測技術中占據(jù)著重要地位。

2020年前實施三期探月工程“回”。2017年前后發(fā)射一個可以返回的月球軟著陸器，突破采樣器、月地飛行技術和高精細月球樣品分析技術等。

通過實施“嫦娥工程”，中國的月球科學，比較行星學、空間天文學等基礎研究領域將取得較大進展，提升航天技術水平并促進眾多相關技術發(fā)展，為中國進一步開展深空探測以及未來載人登月奠定基礎。

另外，2009年10月，將與俄羅斯合作把中國第一個火星探測器“熒火-1”送上天。

在“十一五”期間，中國將啟動多項重大航天科技工程，它包括載人航天工程二期、月球探測工程二期、高分辨率對地觀測系統(tǒng)和二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)和新一代大型運載火箭。中國航天將通過實施這五大工程，實現(xiàn)重點跨越式發(fā)展，并在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展進程中發(fā)揮服務、帶動和支撐作用。另外，在通信廣播衛(wèi)星領域，將研制并發(fā)射數(shù)字音頻廣播衛(wèi)星、寬帶多媒體衛(wèi)星、地球靜止區(qū)域移動通信衛(wèi)星等，并開發(fā)功率更大，有效載荷能力更高的新型平臺。在空間科學衛(wèi)星領域，今后將研制并發(fā)射空間硬X射線望遠鏡、空間太陽望遠鏡等。由此可見，中國航天器的未來前景廣闊。