从东方红一号到天问一号，中国航天用50年证明了自己走的路才靠得住

一直以来，我们对太空的想象、探索从未停止。

无垠的宇宙是否有尽头？

地球之外是否有其他文明？

我们从何处来，又将往何处去？

也许，一切答案都藏在那片神秘莫测的星空里。

为了追寻一个答案，几代中国航天人从无到有，一次次实现航天的零突破，一点点追平与发达国家航天技术的差距。

从北斗组网完成到在月球上种棉花，从微信启动页的风云卫星图到给黑洞拍照，从使用FAST望远镜寻找外星人到“天问一号”，再到利用航天技术增强国防力量……

“飞向宇宙，浩瀚无垠！”

01

一提到全球卫星导航系统，我们最先想到的可能是美国的GPS。

目前能够被称为「全球系统」的，除了美国的GPS，其实还有中国的北斗、俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略系统。

美国的GPS和欧洲的伽利略都是地球中远轨道卫星，而北斗是由GEO、IGSO和MEO混合的星座。它既能实现全球覆盖，同时由于部分卫星定点在中国国土上空，因此能够为本土提供更高精度、更好性能的服务。

2020年6月23日，北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

北斗三号“收官之星”发射成功，意味着我国北斗三号系统可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。

有些人可能会问，既然已经有了美国的GPS，我们为什么还要建北斗？

因为GPS是美国的，而卫星导航对国家经济安全、国防军事以及国际地位等重大战略利益都具有重大而广泛的影响，一旦出现紧急情况或重大利益冲突，很容易受到掣肘，所以我们必须要有自己的全球卫星导航系统。

谁都无法阻止中国北斗卫星

在太空建立“群聊”

沈苑| 中科院微小卫星创新研究院导航所副所长 

北斗星航卫星副总指挥

△点击图片观看沈苑的演讲

北斗的建设过程非常漫长。

从1994年形成雏形，到2000年北斗一号建成使用，开启了我们俗称的北斗三步走的第一步。

第二步我们称它为北斗二号。它由14颗卫星组成，有30多个地面站。我们在2012年的12月27号正式宣布向亚太地区提供十米级的定位测速授时等等功能。

第三步是北斗三号，也就是真正意义上的北斗全球系统。

这项工作是从2009年开始启动。2017年的11月5号，我们发射了第一组北斗三号双星，1月12号发射的是第二组。2018年还要发射18颗MEO卫星，今年完成全部的三十五颗卫星的发射和部署，具备向全球用户提供服务的能力。

通过发射三十多颗卫星，我们在空中织成一座叫做北斗的天空之城。

02

月球车是能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。

2019年1月3日，玉兔二号月球车与嫦娥四号着陆器实现分离，开始进行月球探测，成为人类历史上首次成功在月球背面软着陆的探测器。

玉兔二号月球车

2020年6月12日，已在月球背面工作618天的玉兔二号结束了寒冷且漫长的月夜休眠，受光照自主唤醒，迎来了第22月昼工作期。 

在此期间，“玉兔二号”将向两个撞击坑开展科学探测，届时全景相机、红外成像光谱仪、中性原子探测仪将陆续开机，行驶过程中测月雷达同步开展探测。

目前，我国科研人员根据玉兔二号的探测数据，有三大发现：

月球南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑下方存在着2100万亿吨的重金属元素；

着陆区爆发过多次岩浆，说明月球也曾像现在的地球一样存在着活跃的内部活动，后来不知因何原因停止了；

在陨石坑中发现胶状物，疑似是由高速流星撞击月壤产生出的瞬间高温融化所致。

这些重大发现正在改变我们对月球形成的看法。

月背影像get！

我们成了在月球第一个种棉花的人

刘殿富| 中国航天科技集团八院研究员 

玉兔二号移动分系统主任设计师

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2018年12月8号凌晨，嫦娥四号发射时，我在北京飞控中心的电脑前观看发射。当时微博上有人直播发射情况，在火箭升空进入云层后宣称任务成功。

实际上当时我们仍然紧张的盯着电脑屏幕，看着火箭的飞行曲线与预期的完全一致，然后是精确入轨、器箭分离，直到着陆器太阳电池翼展开，这个时候我们知道发射成功了！

从2007年嫦娥一号到现在，目前我国仍有5个月球探测器同时在工作：包括嫦娥二号、嫦娥三号着陆器、鹊桥号中继星、嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车。在2019年7月，龙江二号微卫星退役前，我们同时有6个月球探测器在轨工作。

嫦娥四号上还搭载有一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”，搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物。

这是第一次，在月球上有一棵来自地球的植物发芽了，我们也成为了第一个在月球种棉花种土豆的人。

微博上也有人在说，我们是走到哪种到哪的民族。

03

提到航天，很多人想到的都是卫星电视、火箭、卫星地面接收站、远望船等等高大上的东西。实际上，航天与我们的日常生活息息相关，比如天气预报。

我们现在的天体预报可以精准到几小时几分钟，结果也基本上是正确的，这要归功于我国目前的气象卫星系统建设。

2016年12月11日，搭载风云四号卫星的运载火箭

在西昌卫星发射中心点火升空

目前，我国已有7颗风云卫星在轨道上运行，明年我国还将择机发射风云四号B星。

风云四号B星是风云四号A星的升级版，增加了一台快速成像仪，可以更快速对地球进行扫描成像。

同时风云四号B星入轨以后能提供250米分辨率的测量，比风云四号A星提高了一倍，能提供0.05K的测量灵敏度，比风云四号A星也提高了一倍，将会进一步提升我国天气预报的能力。

不止拍云图，微信启动页的风云卫星

还有这么多幕后故事

陈占胜| 中国航天科技集团公司八院系列卫星总设计师

△点击图片观看陈占胜的演讲

有朋友问我：“我们国家的卫星到底到了什么水平？据说美国是0.1的分辨率，看个人，看个车牌都看得清楚，我们国家什么水平呢？”

外面宣传我们到了亚米级，亚米级就是误差小于等于1米，实际上我们目前的水平远远比这个高得多，并且不论白天黑夜，不管怎样的天气状况。

军用技术转到民用的例子也非常多，尿不湿、数码相机、脱水蔬菜，当然还有奥运火炬，号称能够扛住11级的大风，这里面用到的是火箭发动机的相关技术。

马上我们还会有空间站的建设，接下来一系列的科学实验和研究都会进一步伸展下去。近20年来我们国家在航天事业上应该说取得了比较辉煌的成就。

上个五年的时候，我们想搭着俄罗斯的福布斯火箭去一趟火星，最后福布斯掉下来，所以我们决定自己干，这一步跨得比较大，我们计划到2020年完成火星落地，取样返回地球的试验。

04

对黑洞的研究，能让我们更好地了解黑洞、引力，甚至于整个宇宙。

2019年4月10日21点整，“事件视界望远镜”发布了人类历史上首张黑洞照片——距离地球5500万光年的M87黑洞。

这张照片，确认了爱因斯坦广义相对论中对强引力场的预言是正确的，被《科学》杂志评为2019年最重要的科学突破。

后来，我国科学院国家天文台使用郭守敬望远镜发现一颗68倍于太阳质量的恒星级黑洞，被称为理论上“不可能”的黑洞，这一发现或将改写恒星演化和黑洞形成的理论。

为了看到黑洞，

我们“造”了个地球那么大的望远镜！

左文文| 中科院上海天文台团委书记

△点击图片观看左文文的演讲

在我们的银河系中心，有一个相当于410万倍太阳质量的黑洞。

400万个太阳质量的黑洞，势力范围就是1200万千米，光环直径大概是7000多万千米。但它距离我们26000光年，相当于是250亿亿千米。

如果从地球去观测这个黑洞的话，它的光环大小，大概只有量角器上的一亿分之一度那么大。

这样的情况下，我们该如何拍到它？

我们有一种技术，叫做VLBI——甚长干涉测量技术。

假设地球上有四台望远镜，东南西北四个方向，我们共同构成了一个网络，这时候我们共同构成的这个等效望远镜，它的等效口径，相当于最远的两台望远镜之间的距离。

如果能够在夏威夷这个位置装个望远镜，在南极再装个望远镜，口径就很接近地球的直径了。

全世界的科学家一起，在全球六个地点，八个台站，构成了一个EHT的网络，也就是事件视界望远镜网络。EHT的“八大金刚”（望远镜）当中，位于夏威夷的一台望远镜JCMT是我们中国大陆出钱出力运营的，这是一个非常了不起的贡献。

05

1月11日，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）顺利通过国家验收，正式开放运行。

FAST是南仁东等老一辈天文学家于上世纪九十年代提出的设想，利用贵州天然的喀斯特巨型洼地，建设世界最大单口径射电望远镜。

与德国波恩100米望远镜相比，FAST的灵敏度提高了约10倍；与美国阿雷西博350米望远镜相比，FAST的综合性能也提高了约10倍。

FAST望远镜共有五大科学目标：

巡视宇宙中的中性氢，研究宇宙大尺度物理学，探索宇宙起源和演化；

观测脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律；

主导国际甚长基线干涉测量网，并获得天体超精细结构；

探测星际分子，研究恒星形成与演化、星系核心黑洞以及探索太空生命起源；

搜索星际通讯信号，搜寻地外文明。

FAST将把我国深空测控及通讯能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘行星，为我国未来的载人航天、探月和深空探测计划提供强有力的技术支持。

FAST发现的快速射电暴，

是外星信号吗？

张同杰| 北京师范大学天体物理学教授、博导

△点击图片观看张同杰的演讲

地外文明的观测，就是FAST望远镜的五大科学目标之一。

中国天眼FAST之父南仁东先生在最早的一篇综述文章里，有一段专门提到了地外文明研究，论述了FAST望远镜观测地外文明的优势——FAST望远镜是全世界灵敏度最高的射电望远镜。

2018年，伯克利地外文明研究小组和我们共同在FAST望远镜上装了一个后端设备，我们就开始了观测。

通过FAST观测，我们得到了很多候选者，但是窄带信号里面哪个是地外文明的信号，需要去甄别，也可能最终得到的结果都不是，这是最有可能的。

06

2020年7月23日，在中国海南岛东北海岸的文昌航天发射场，“天问一号”探测器搭乘长征五号遥四运载火箭顺利升空，这是中国进行火星探索的首次尝试。

“天问一号”载荷超5吨，是迄今世界最大的行星探测器，由环绕器、着陆器和火星车组成，预计2021年2月左右到达火星轨道，与火星“第一次亲密接触”。

中国这次火星探索任务将同时实现对火星的“环绕、着陆、巡视”3个目标，即一次性实现绕、落、巡三大计划，将对火星表面形貌、土壤特性、物质成分、大气、电离层、磁场等进行科学探测。

有人会问，我们为什么要花这么大的力气去研制火星探测器，为什么要去探测火星？我想主要是“至所未至，知所未知”的好奇心使然。

当人们有条件、有能力，也有保障的时候，总是希望去未知的地方看一看。

为了了解火星环境，

我们决定在火星表面“针灸”

△点击图片观看何志平的演讲

天问一号”在环绕器上配置火星矿物光谱分析仪，在火星车上配置火星表面成分探测仪，对火星的物质成分进行探测。

环绕器上这台仪器的谱段主要在红外，我们把它叫红外光谱眼。光谱眼是如何突破难点锤炼出来的呢？主要是靠自主创新，而且是被“逼出来”的自主创新。

它要用到的一个核心器件叫声光可调滤光器，这个器件当时国内没有，我们找到美国的一家机构，希望能够定制购买。

但是协调下来并未成功，只能靠我们自己做。

整个研制过程很困难，因为我们不知道原材料谁能生产，也没有设计方法与制备工艺，更没有支撑制造、检测的设备条件。

我们首先在国内找到生长晶体的单位合作，解决大口径、高性能的二氧化碲晶体材料。

后来，又找到一家单位，虽然他们以前没有做过声光可调滤光器，但是他们做过声光原理的器件，具备设计和工艺基础；

同时，研制专用设备，支撑产品研发中的优化设计，制备工艺确认以及最终产品检验所需要的测试能力。通过与国内多家单位的协作，我们最终高质量完成了这个国产化器件的研制。

07

2010年，中国的航天发射次数从这一年开始稳定进入世界前三。

2014年，中国卫星的在轨总数已经暂居全球第二。

2016年，中国的航天发射次数已经跟美国并列第一了。

2018年圣诞前夜，中国航天发射次数首次超越美国。

2020年5月5日，长征五号B首飞，拉开空间站建设序幕；6月23日，北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功，标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署提前半年完成；7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，开启火星探测之旅……

天问一号发射

我们为什么要发展航天事业？

除了浪漫的太空梦，也是现实所迫。

“有文事者必有武备”，想要在国际上得到尊重与平等，必须加强我们的国防力量。

全中国人的身家性命值多少钱，

国防就值多少钱！

李洪波| 航天科技集团钱学森运载技术实验室高级研究员 

△点击图片观看李洪波的演讲

1999年的5月8号，中国驻南斯拉夫大使馆被炸，消息传来的时候，我正在学校武术队里跟着教练练刀，当时我的脑子里就回响起父亲小时候跟我说的那句话，“有文事者必有武备”。

当中国航天专心致志经商盈利的时候，人家不但以莫须有的罪名把你赶走，还朝你扔了一颗炸弹，逼着你去思考国防值多少钱。

国防值多少钱？全中国人的身家性命加在一起值多少钱，国防就值多少钱。

建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。在唐朝诗人王维笔下，强国是“九天阊阖开宫殿，万国衣冠拜冕旒”，但是我们想要的强国就是万国来朝吗？

其实我们想要的，无非就是你不要动不动就炸一下我们的使馆，不要心血来潮就出台一个报告把我们扫地出门，不要天天嚷嚷着我要加关税、我要制裁。

中国人想要的强国，就是想在国际上被人平等以待、想要和平共处，我们想要尊严。

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编辑 & 版面 | 田晓娜