今天小编分享的科学经验:又前进一步!神舟二十号成功上天!,欢迎阅读。
就在刚刚,神舟二十号载人飞船发射成功!
4 月 24 日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号 F 遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。新华社记者 李鑫 摄
2025 年对中国航天而言是不平凡的一年。一方面,中国已开始实施空间站的常态化运营,进入空间站应用与发展阶段;另一方面,今年中国航天还将在行星探测工程领網域继续推进,发射天问二号探测器,对近地小行星实施样本采集并返回,同时对主带彗星实施伴飞探测。" 天问 " 系列作为中国行星探测工程的探测器名称,每一次任务都意义重大。天问一号首次探测火星就实现了 " 绕、落、巡 " 三大目标,而此次小行星任务同样将在一次任务中完成多个里程碑式的突破。
神舟二十号成功发射是中国载人航天工程稳步发展的缩影。为满足空间站建造和运营需要,自神舟十二号任务开始,长征二号 F 火箭就采取 " 发射一发、备份一发 " 的滚动备份模式。这意味着,当神舟二十号矗立发射场地,神舟二十一号已准备就绪。这种模式不仅能在突发情况下快速组织力量应对,也体现了飞船和火箭系统长期保持稳定可靠的能力。
神舟二十号使用长二 F 火箭发射,这套星箭系统已稳定运行了二十多年。图片来源:成都日报
神舟二十号任务亮点
据神舟二十号载人飞行任务新闻发布会介绍,本次任务是空间站应用与发展阶段第 5 次载人飞行任务,也是中国载人航天工程的第 35 次飞行任务。
与神舟十九号任务相比,神舟二十号火箭系统进行了二十余项优化改进,涵盖制造工艺、数据传输、可靠性提升等方面。神舟二十号属于新一批次的 6 艘飞船之一,其仪表面板更加现代化,元器件国产化率大幅度提高。航天员将在轨驻留约 6 个月,与神舟十九号乘组完成轮换。
神舟二十号乘组。图片来源:CCTV
以半年为周期的在轨驻留已成为常态,这对航天员的身体和心理素质提出了更高要求。进入轨道后快速适应失重环境,这就需要在平时的训练中更加严格要求自己。随着空间站科研任务的拓展,载荷专家进入空间站的频次会增加,由于载荷专家主要从事空间科学研究,其对失重环境的适应能力尤为重要。
在神舟二十号任务中,航天员将执行出舱活动、货物进出舱、空间碎片防护装置安装,以及舱外载荷和和设备安装与回收等任务。此前,目前仍然在轨的神舟十九号乘组已在 2025 年 1 月和 3 月的出舱任务中,为空间站关键部位安装了防护装置。神舟二十号任务再次强调这一操作,表明中国对空间碎片防护的高度重视。
神舟十九号乘组实施第三次出舱活动。图片来源:CCTV
根据欧洲空间局空间碎片办公室的数据,地球轨道上 10 厘米以上的空间碎片约有 3.6 万个,1 厘米至 10 厘米的碎片约 100 万个,1 毫米至 1 厘米的碎片高达 1.3 亿个。
这些碎片不仅包括航天器残骸,还有宇航员丢失的物件。例如,2023 年美国宇航局在舱外行走时不小心把工具包丢失在太空中,工具包内装有系绳、带套筒的棘轮扳手等。这个白色的工具包当时正在以每秒数公里的速度绕地球运行,变成了太空垃圾,当然也威胁到其他航天器的安全运行。
由于这个工具包是白色的,在太阳光照射下非常明亮,以至于我们可以用简易的双筒望远镜就观测到它。根据天文爱好者的测算,其视星等大约为 6 等,亮度略低于天王星。
国际空间站舱外行走任务中丢失的工具包。图片来源:NASA
载人航天向月球拓展
与载人登月相比,神舟系列任务主要定位在近地轨道,已持续十多年。
2023 年中国公布了载人登月的初步方案,计划在 2030 年前实现载人登月,这意味着载人航天开始向月球方向拓展。为此,在接下来数年内,我国科研人员将集中力量研发载人登月所需的长征十号火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、载人月球车等关键装备。
对于近地轨道上的空间站,中国航天将采取双轨并行的发展策略:一方面持续完善空间站的常态化运营体系,另一方面为载人登月任务提供关键的技术验证平台。
相较于无人登月任务,载人登月对任务时效性有着更高要求,特别是在两个关键环节:一是在地月转移轨道上快速完成载人飞船与月面着陆器的精准对接;二是当航天员完成月面任务后,必须在着陆器上升至环月轨道的极短时间内,再次实现与载人飞船的可靠对接。这些操作不仅要求极高的执行效率,更需要确保万无一失的成功率。
中国载人登月示意图。图片来源:CCTV
在月面出舱环节,空间站发挥着不可替代的技术验证作用。由于月球表面接近真空环境,且重力场仅为地球的六分之一,航天员在空间站上开展的快速交会对接、出舱活动演练等,都为我国载人登月积累了宝贵经验。值得一提的是,目前空间站使用的新型生命保障系统、舱外航天服等关键装备,都将在未来的登月任务中继续使用,这些经过太空验证的设备将大幅提升载人登月任务的可靠性。
当前,全球航天领網域正掀起新一轮的月球探索热潮。以美国阿尔忒弥斯计划为例,其长期目标是在月球上建立一个永久的定居点,并且还计划建造一个环绕月球运行的空间站。这说明月球规模化开发已成为载人航天发展的主流方向。
在这一背景下,中国的天宫空间站显然会成为我们在地月间往返通道的关键枢纽,基于神舟飞船研发的新一代载人飞船已被命名为梦舟载人飞船,不仅可以用于空间站与地面之间的人员往返,又具备执行载人登月任务的能力。
登月航天器组合体。图片来源:CCTV
根据规划,梦舟飞船预计将在 2027 年至 2028 年实现首飞。与现役神舟飞船相比,其近地轨道运载能力将从 3 人提升至 4-7 人。这一突破不仅意味着天宫空间站可容纳更多航天员长期驻留,也为未来空间站规模扩展奠定了基础,使中国在近地轨道拥有更强大的长期运营能力。
空间站将迎来新变化
神舟二十号任务的顺利出征,标志着中国空间站已进入稳定的常态化运营阶段。在这一坚实基础上,中国航天正朝着更高目标迈进。
2025 年,我国首个大型巡天空间望远镜研发工作进展顺利,预计将于 2026 年发射升空。这款巡天望远镜虽然属于空间站系统的一部分,但其运行方式独具特色:它不会长期对接在空间站组合体上,而是独立运行在空间站附近更高的轨道上。这实际上是一个具备完全独立飞行能力的航天器,配备有自主供电的太阳翼系统,仅在需要维护或更新时才会短期停靠空间站。
我国首个大型巡天空间望远镜正在处于研发阶段。图片来源:新华网
这种设计主要基于三个重要考量:
第一,巡天观测需要更高的轨道环境。以哈勃望远镜为例,其 550 多公里的轨道高度有效避开了大气干扰,为深空观测提供了理想条件。
第二,空间站可作为巡天舱的补给站,当这个精密仪器需要进行调试或检修时,可以对接空间站,由专业载荷专家进行舱外维护操作,这大大降低了维护难度。巡天舱作为一个大型空间望远镜,本质上是非常精密的仪器,在深空观测时必不可少地会遇到调试、检修的问题,所以依托空间站解决检修问题是最优的解。
第三,独立飞行能力带来显著优势。虽然巡天舱的轨道高于空间站,但在 2000 公里高度以下的轨道空间,包括失效卫星、火箭残骸、航天器碰撞碎片等在内的空间碎片威胁依然存在。独立飞行能力可实施轨道机动,对于捕捉特定的宇宙深空事件是有非常重大意义的,同时也能通过轨道机动躲避空间碎片,保护自身安全。
空间碎片主要来自失效的航天器。图片来源:迈阿密大学
2025 年 3 月,中国载人航天工程办公室正式公布了神舟二十号乘组名单,同时揭开了本年度空间站应用与发展载人发射任务的序幕。值得关注的是,会上还宣布巴基斯坦航天员将参与我国空间站飞行任务。
中巴两国签署的合作協定具有里程碑意义,标志着外籍航天员进入中国空间站的程式正式启动。按照计划,将用一年左右时间完成巴基斯坦航天员的选拔工作,入选者将在中国接受全面系统的专业训练,最终搭乘中国载人飞船执行空间站短期飞行任务。
巴基斯坦宇航员有望进入中国空间站。图片来源:国家航天局
根据时间安排,经过约一年的训练准备,首位巴基斯坦航天员有望将于 2026 年搭乘神舟二十二号或二十三号飞船进入中国空间站。可以预见,当巴基斯坦航天员完成中国空间站任务后,后续可能还有其他友好国家的航天员进入空间站,这预示着中国空间站开始成为外层空间国际合作的典范。
神舟二十号的成功发射不仅是中国载人航天工程的又一里程碑,更展现了我国在太空探索领網域的持续突破与开放合作精神。从空间站的常态化运营到载人登月的宏伟蓝图,从空间碎片的严密防护到巡天望远镜的自主研发,中国航天正以稳健的步伐迈向更深远的宇宙。
策划制作
出品丨科普中国
作者丨川陀太空 科普创作者
监制丨中国科普博览
责编丨一诺
审校丨徐来、林林
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