看向空間的眼睛

任致遠(yuǎn)

空間包括地球空間、日地空間、行星際空間。人類(lèi)探索的足跡遍布陸地、海洋之后，又開(kāi)始向著茫茫太空進(jìn)軍。空間探測(cè)針對(duì)的目標(biāo)可以說(shuō)是包羅萬(wàn)象，總體上可以分為三個(gè)部分：一是監(jiān)測(cè)地球上的地理和氣象活動(dòng)，二是監(jiān)測(cè)近地空間環(huán)境，三是宇宙深空天體的天文觀測(cè)。

對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，與大海相比，太空無(wú)疑更不友好：?jiǎn)螁问翘与x地球的引力就需要耗費(fèi)巨大的能量，換算成金錢(qián)，其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在地球表面跋山涉水，環(huán)游世界。為什么人類(lèi)仍要探索太空呢？首先，探索太空衍生出來(lái)的副產(chǎn)品包羅萬(wàn)象——從小小的為他人提供便利的產(chǎn)品到改變?nèi)祟?lèi)生活方式的重大發(fā)明，有可能阻止致命事故或挽救生命的關(guān)鍵技術(shù)，不一而足。其次，正如不能將所有雞蛋裝在一個(gè)籃子里一樣，人類(lèi)也不能將生存延續(xù)的所有希望放在地球上，一次較大的流星撞擊都很有可能讓我們重蹈恐龍的命運(yùn)。第三，人類(lèi)攜手進(jìn)行太空探索，有助我們更好地了解自己的家園、更清楚地監(jiān)測(cè)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境的影響，為人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略性資訊支持。展望未來(lái)，我們還會(huì)設(shè)法離開(kāi)地球，在月球建立基地、在火星創(chuàng)建城市、在木星建造居住地等等。

世界太空探索簡(jiǎn)介

斗轉(zhuǎn)星移，歲月如梭。人類(lèi)經(jīng)過(guò)不斷開(kāi)拓進(jìn)取，科技發(fā)展日新月異，才使我們有了探索宇宙的技術(shù)資本。1957年10月4日，蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天，拉開(kāi)了人類(lèi)航天時(shí)代的序幕。1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員加加林首次進(jìn)入太空。1969年7月16日，美國(guó)“阿波羅11”號(hào)飛船，載著阿姆斯特朗、奧爾德林和柯林斯三人在美國(guó)肯尼迪航天中心升空，飛向月球，人類(lèi)首次登月。1994年，美國(guó)發(fā)射了“克萊門(mén)汀”號(hào)無(wú)人駕駛飛船，對(duì)月球進(jìn)行了新的地貌測(cè)繪，為在不久的將來(lái)建立月球基地和月基天文臺(tái)打下基礎(chǔ)。1998年1月6日發(fā)射升空的“月球勘探者”，攜帶中子光譜儀探測(cè)氫原子，最終發(fā)現(xiàn)在月球兩極的盆地底部存在水……這些高科技的發(fā)展與人類(lèi)對(duì)宇宙探索的渴望緊密相連，人類(lèi)對(duì)宇宙探索的渴望促進(jìn)了高科技的發(fā)展，高科技的發(fā)展又使人類(lèi)對(duì)宇宙的探索有了更雄厚的實(shí)力。

中國(guó)宇航太空技術(shù)發(fā)展的重大歷史事件回顧

中國(guó)的空間探測(cè)史始于1956年。那一年2月，錢(qián)學(xué)森先生向中央提出了《建立中國(guó)國(guó)防航空工業(yè)的意見(jiàn)》。3月，國(guó)務(wù)院制訂《1956年至1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要（草案）》，其中提出要在12年內(nèi)使中國(guó)噴氣和火箭技術(shù)走上獨(dú)立發(fā)展的道路。1956年4月，航天工業(yè)委員會(huì)成立。1956年5月10日，聶榮臻副總理向中央提出《建立中國(guó)導(dǎo)彈研究工作的初步意見(jiàn)》。5月26日，周恩來(lái)總理主持中央軍委會(huì)議討論同意，并責(zé)成航天工業(yè)委員會(huì)負(fù)責(zé)組織導(dǎo)彈管理機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)。1956年10月8日，錢(qián)學(xué)森受命組建了中國(guó)第一個(gè)火箭、導(dǎo)彈研究機(jī)構(gòu)——國(guó)防部第五研究院（即現(xiàn)在的運(yùn)載火箭研究院）。酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心是科學(xué)衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星和運(yùn)載火箭的發(fā)射試驗(yàn)基地之一，是中國(guó)建設(shè)的第一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)。

1958年，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心主要用于執(zhí)行中軌道、低軌道和高傾角軌道的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星及返回式衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)。1960年11月5日，這里成功地發(fā)射了中國(guó)制造的第一枚地地導(dǎo)彈。1970年4月24日，

中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星成功發(fā)射，由此開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)航天史的新紀(jì)元，使中國(guó)成為繼蘇、美、法、日之后，世界上第五個(gè)獨(dú)立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國(guó)家。1975年11月26日，中國(guó)第一顆返回式衛(wèi)星在這里發(fā)射成功。1981年9月20日，中國(guó)首次成功地用一枚火箭發(fā)射三顆衛(wèi)星。1984年4月8日，“東方紅2”號(hào)首次發(fā)射成功。1987年8月，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心為法國(guó)馬特拉公司提供了發(fā)射搭載服務(wù)，使中國(guó)的航天技術(shù)開(kāi)始走向世界。

1999年11月20日早晨6時(shí)30分，中國(guó)第一艘試驗(yàn)載人飛船“神舟1”號(hào)在酒泉航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，開(kāi)啟了載人航天事業(yè)的光輝序幕。1999年11月21日3時(shí)，地面指揮中心向飛船發(fā)出返回指令，“神舟1”號(hào)飛船于北京時(shí)間1999年11月21日3時(shí)41分順利降落在內(nèi)蒙古中部地區(qū)的著陸場(chǎng)。飛船在太空中共飛行了21小時(shí)。

經(jīng)過(guò)“神舟1”號(hào)到“神舟4”號(hào)的幾輪試驗(yàn)發(fā)射，中國(guó)載人航天技術(shù)日漸成熟。2003年10月15日9時(shí)10分左右，中國(guó)的第一艘載人飛船“神舟5”號(hào)順利進(jìn)入預(yù)定軌道。從這一刻起，楊利偉成了浩瀚太空迎來(lái)的第一位中國(guó)訪客。從此以后，中國(guó)的航天事業(yè)更加日新月異。

“神舟6”號(hào)在2005年10月成功發(fā)射，搭載費(fèi)俊龍、聶海勝兩位宇航員成功遨游太空。2008年9月“神舟7”號(hào)順利進(jìn)入太空，景海鵬留守返回艙，翟志剛（指令長(zhǎng)）、劉伯明分別穿著中國(guó)制造的“飛天”艙外航天服和俄羅斯出品的“海鷹”艙外航天服進(jìn)入軌道艙。翟志剛出艙作業(yè)，劉伯明在軌道艙內(nèi)協(xié)助（劉伯明的頭部及手部部分出艙），實(shí)現(xiàn)了中國(guó)歷史上宇航員第一次的太空漫步。中國(guó)成為第三個(gè)有能力把航天員送上太空并進(jìn)行太空行走的國(guó)家。

2011年9月29日21時(shí)16分3秒，中國(guó)首個(gè)目標(biāo)飛行器和空間實(shí)驗(yàn)室“天宮1”號(hào)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。“天宮1”號(hào)的發(fā)射標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)擁有建立初步空間站，即短期無(wú)人照料的空間站的能力。服役至今的“天宮1”號(hào)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)計(jì)壽命，但控制和動(dòng)力系統(tǒng)仍然運(yùn)行良好，6年多來(lái)進(jìn)行了大量飛行測(cè)控試驗(yàn)和空間站建造運(yùn)行的技術(shù)驗(yàn)證，與“神舟”系列飛船進(jìn)行了多次對(duì)接，均成功完成。她的后繼者“天宮2”號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室于2016年9月15日22時(shí)04分09秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，在“天宮1”號(hào)的基礎(chǔ)上開(kāi)展更大規(guī)模的空間站技術(shù)研發(fā)，并承擔(dān)了許多科學(xué)研究項(xiàng)目，覆蓋包括地球觀測(cè)和空間地球系統(tǒng)科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、空間技術(shù)和航天醫(yī)學(xué)等不同的學(xué)科?！疤鞂m2”號(hào)與“神舟11”號(hào)載人飛船、“天舟1”號(hào)貨運(yùn)飛船實(shí)現(xiàn)了多次順利對(duì)接，特別是“天舟1”號(hào)將中國(guó)航天史上最大的13噸有效載荷順利運(yùn)抵“天宮2”號(hào)。這標(biāo)志著中國(guó)向空間站輸送人員物資的補(bǔ)給能力已日趨成熟。

2016年8月16日1時(shí)40分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征2”號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”號(hào)發(fā)射升空。隨著“墨子”號(hào)的順利升空，中國(guó)成為全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間量子通信的國(guó)家，將實(shí)現(xiàn)“天地一體化”量子通信網(wǎng)絡(luò)的初步構(gòu)建，成為量子通信領(lǐng)域的最強(qiáng)音。作為迄今唯一被嚴(yán)格證明是無(wú)條件安全的通信方式，量子通信技術(shù)在金融、軍事和政務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景得到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，美國(guó)、日本等國(guó)也啟動(dòng)了相關(guān)的研究計(jì)劃?！澳印碧?hào)的發(fā)射，更鞏固了中國(guó)在量子通信領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。

與此同時(shí)，中國(guó)在深空探索領(lǐng)域的技術(shù)也在迅速提升。2013年12月2日1時(shí)30分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“嫦娥3”號(hào)探測(cè)器送入軌道。2013年12月15日4時(shí)35分，“嫦娥3”號(hào)著陸器與其搭載的巡視器分離，“玉兔”號(hào)巡視器順利駛抵月球表面。2016年7月31日晚，“玉兔”號(hào)月球車(chē)超額完成任務(wù)，停止工作，著陸器狀態(tài)良好?！坝裢谩碧?hào)預(yù)期服役3個(gè)月，但它一共在月球上工作了972天，超長(zhǎng)服役2年多。

中國(guó)空間天文發(fā)展概況

中國(guó)宇航和空間技術(shù)的突飛猛進(jìn)，也為相關(guān)科研領(lǐng)域帶來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇，點(diǎn)燃了國(guó)人追逐太空夢(mèng)想的壯志豪情。各大高校、科研院所都全力以赴投入空間科研的熱潮之中?！疤鞂m2”號(hào)搭載的空間實(shí)驗(yàn)室，在短短2年時(shí)間內(nèi)，已經(jīng)取得了一大批優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)成果，在一些重點(diǎn)領(lǐng)域，例如微重力環(huán)境下的生命活動(dòng)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面，都獲得了全新的認(rèn)知。放眼太空科學(xué)藍(lán)圖，空間天文觀測(cè)無(wú)疑是其中最具挑戰(zhàn)性、最考驗(yàn)國(guó)家整體科技實(shí)力的一個(gè)領(lǐng)域。一架合格的空間望遠(yuǎn)鏡，不僅要通過(guò)一系列地面測(cè)試，還要能夠在充滿(mǎn)輻射的嚴(yán)苛太空環(huán)境中精確、穩(wěn)定、持久地運(yùn)行，屏蔽各種干擾因素，采集到盡可能純凈的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并完整發(fā)送到地面接收系統(tǒng)。這些技術(shù)要求都需要雄厚的研發(fā)實(shí)力和許多科研工程機(jī)構(gòu)之間的精準(zhǔn)協(xié)作。美國(guó)和歐洲從20世紀(jì)80年代就開(kāi)始不斷研制和發(fā)射各種不同波段的天文觀測(cè)設(shè)備，90年代的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡成為空間天文史上的集大成之作，極大拓展了人類(lèi)對(duì)星際空間和整個(gè)宇宙結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

與地面觀測(cè)相比，空間天文存在三方面的巨大優(yōu)勢(shì)。首先是完全擺脫了大氣層對(duì)空間電磁信號(hào)的吸收和干擾，可以將觀測(cè)波長(zhǎng)拓寬至整個(gè)電磁波譜范圍，并獲得絕對(duì)清晰的圖像；其次是天體不再有東升西落和地理緯度的限制，可自由對(duì)整個(gè)天空進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)；第三，一些小型探測(cè)器的指向操控非常靈活，可以迅速對(duì)短暫的天體爆發(fā)現(xiàn)象做出反應(yīng)，及時(shí)獲取數(shù)據(jù)，捕捉潛在的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。正是基于以上原因，發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期以來(lái)不遺余力地開(kāi)展空間天文觀測(cè)研究。

與歐美相比，中國(guó)的空間天文觀測(cè)研究雖然起步較晚，但一直與航天工程保持著緊密同步的迅速發(fā)展。2001年，“神舟2”號(hào)搭載了中國(guó)第一批天文觀測(cè)儀器進(jìn)入太空，用于監(jiān)測(cè)太陽(yáng)和宇宙天體的高能輻射。隨后，搭載探測(cè)器的任務(wù)先后在多個(gè)飛行器上完成，特別是“嫦娥2”號(hào)搭載的高分辨率相機(jī)不僅獲得了迄今最為清晰的月球表面照片，而且在其后的實(shí)驗(yàn)中近距離地完成了對(duì)小行星4179的觀測(cè)（最近距離僅為3.2千米）?！版隙?”號(hào)在完成探月任務(wù)后即飛往在天文研究中有極其重要意義的、距離地球約150萬(wàn)千米的地球一太陽(yáng)系統(tǒng)的第二拉格朗日點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)考察任務(wù)，成為一部“專(zhuān)職”的空間探測(cè)設(shè)備。