【回望2020】火星、月球、北斗系统　中国航天的“超级模式年”

对中国航天事业发展而言，2020年可说是喜讯不断的一年，新一代载人飞船试验船试验成功、天问一号发射、北斗卫星导航系统完成组网并开通，及至年底更有嫦娥五号成功从月球采集样本。这一系列成就，不仅对于中国科技发展有重要意义，同样也对世界局势有著重要影响。本文将截取几个重要片段，为各位读者展示过去一年中国航天走过的历程。
本文为“2020年中国大事回顾与展望”系列报道第八篇。

5张图一次睇晒2020年中国航天事业焦点

2020年1月7日，四川西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭发射成功，将通讯技术试验卫星五号送上太空，也为中国航天迎来2020年的“开门红”。中国航天事业在之后的一年迎来大爆发，全年发射次数首次超过40次，以至于2020年被视为中国航天发射“超级模式年”。

持续推进中的载人航天试验

载人航天始终是外界关注的航天焦点。今年5月5日，中国载人太空站工程研制的长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱在当天发射升空。火箭首飞任务取得圆满成功，新一代载人飞船试验船亦在轨工作正常。不过，较有遗憾的是，柔性充气式货物返回舱完成在轨试验后，在返回过程中出现异常。

在该次发射任务中，新一代载人飞船试验船是重点所在。新一代载人飞船是面向中国太空站营运，以及未来载人探月需求而研发的新一代天地往返运输器，相较于神舟飞船，前者性能更加先进，可兼顾近地轨道和深空探测任务，具备大容量、多用途、可重复使用等特性。搭载能力也从最多3人提升至6至7人。更重要是，新一代载人飞船可重复使用，降低使用成本和载人航天的营运成本。

曾有分析指，近年来国际太空站面临“退役阴影”，中国太空站建设则正稳步推进，未来太空将极有可能唯有中国太空站。中国载人飞船技术的进步，相信会对推进中国太空站建设，有重大意义。

“天问”奔火星：大国竞争和人类的好奇心

火星是太阳系内除地球以外最适宜人类居住的行星，探索火星是无数科幻小说的题材，也是无数航天人的梦想。2020年，阿联酋和中国分别发射火星探测器，美国也发射“毅力号”（Perseverance）探测车。冷战结束多年之后，火星终于要再一次“热闹”起来。

今年7月23日，搭载火星探测器“天问一号”的长征五号遥四火箭在海南文昌市发射升空。天问一号预计明年2月份抵达火星，并将会一次性完成“绕、落、巡”（环绕探测、降落火星、巡视探测火星表面）三大任务。最新消息指出，天问一号在轨飞行已超过150天，飞行里程已有约3.6亿公里，距离地球超过1亿公里，飞行状态良好。

从更为广阔的视野而言，中国的火星探测正是为人类科技进步作出贡献。天问一号由轨道飞行器、著陆器和探测车组成，能进行“整个星球的全球广泛调查”，例如绘制地质结构图并寻找水和冰；收集沙丘、冰川和火山等地景的图像，为它们的形成方式提供线索；研究土壤和岩石的成份，尤其是寻找水如何改变了地质特征的证据。此外，天问一号也将研究火星磁场。

天问一号成功发射当日，央视官方微博帐号颇幽默的用“火星文”发问，称“好奇，人类的本能”。在大国竞争之外，这个探测器正是人类寻找无数“天问”答案的一把钥匙。

北斗开通：给全球提供另一个选择

紧随天问一号之后，是在同月开通的北斗卫星导航系统。6月23日9时43分，北斗三号系统最后一颗组网卫星发射成功，北斗全球导航系统星座部署完成。

北斗系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，最早可追溯至1994年。中国一早就为北斗系统定下三步走发展战略，第一步是在2000年年底建成北斗一号系统，向中国提供服务。第二步是在2012年年底建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务。至于第三步就是在2020年建成北斗三号系统，向全球提供服务。经过20多年的努力，今年中国终于可以宣布“大功告成”：7月31日，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京人民大会堂举行。

北斗系统拥有自主知识产权和核心技术，卫星和关键元件国产化率达到100%。北斗系统提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域广泛应用；同时，北斗系统已成为重要的资讯化指挥手段，不仅嵌入到各种大型武器发射平台，还广泛应用於单兵侦察和分队作战之中。

目前全球卫星导航系统仅有4名成员，分别是美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（Glonass）、欧洲的伽利略系统（Galileo），以及中国的北斗系统。但由于格洛纳斯和伽利略都有卫星老化和星载系统失灵的问题，故目前真正全球覆盖且能提供稳定服务的卫星导航系统，就只有美国及中国的系统。

长期以来，各国与日常生活息息相关的定位服务，诸如电子商务、社交网站定位签到、搜寻附近服务等应用都是基于GPS的位置服务。而这两年来，美国对中兴等中国科技企业的制裁表明，若未能掌握核心技术，一旦与美国产生冲突，就是“人为刀俎我为鱼肉”的局面。作为中国自主研发、独立运行的卫星导航系统，北斗系统成功打破其他国家对中国的技术封锁，真正改变遭美国掣肘的困境。事实上，中国当年并非一开始就打算做自己的卫星导航系统，而是希望参与欧洲的伽利略系统，被排除在外才转而发展北斗系统。

从另一个角度来说，北斗系统也为世界上其他国家提供GPS之外的另一个选择。在GPS一家独大的年代，世界各国实际上面临不使用GPS就会变成“睁眼瞎”的困境。如今北斗系统开通，毫无疑问会冲击美国对其他国家在科技、通讯、乃至政治领域的影响力。

年底压轴大戏：“上九天揽月”

中国航天在2020年的压轴大戏，毫无疑问是在12月17日返回地球、携带月球土壤样本的嫦娥五号。

探月工程是中国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》明确的国家级科技重大专项标志性工程，分为“探”、“登”、“驻”三大步，高科技含量极高。“探”、“登”、“驻”是实现月球探测最宏观层面的“三步走，从世界范围来看，美国已走完前两步，前苏联（俄罗斯）已走完第一步，而中国及其他有探月实力的国家则正在走第一步。

嫦娥五号于11月24日凌晨4时30分，在海南文昌航天发射场由长征五号运载火箭发射升空，展开23天日与夜的行程后，于12月17日成功降落内蒙古四王子旗。这不仅是中国探测器首次登陆月球后返回地球，也是苏联月球24号探测器后，时隔44年，人类再次从月球上采集月球土壤样本并带返地球。

嫦娥五号时序表：

11月24日凌晨4时30分，长征五号运载火箭将嫦娥五号送入地月转移轨道。
12月1日晚上11时许，嫦娥五号在月球正面预选著陆区著陆。
12月2日晚上10时，嫦娥五号完成月球表面自动采样，按预定形式将样本封装保存在上升器携带的储存装置中。
12月3日晚上11时10分，嫦娥五号在月球表面首次实现五星红旗的“独立展示”。随后上升器引擎点火起飞，嫦娥五号进入预定环月轨道。
12月6日清晨5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接。
12月6日中午12时35分，嫦娥五号轨道器和返回器组合体与上升器成功分离，进入环月等待阶段，择机返回地球。
12月8日清晨7时30分左右，嫦娥五号上升器降落月面经度0度、南纬30度附近的预定落点。
12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四王子旗预定区域安全著陆。

嫦娥五号的目标是采集月球土壤样本，该批样本将会分成三大类处理，一类是会进入国家博物馆，向公众展示，另一类是与有关国家和世界的科学家共用，同时有一部分会按照国际惯例，可能作为国礼相送；最后一类就是用作科学研究工作。

根据国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华的介绍，嫦娥五号共计完成一次对接、六次分离，两种方式采样、五次样品转移，有11个重大阶段和关键步骤，创造五项中国首次。

五项中国首次：

1. 在地外天体的采样与封装
2. 在地外天体上的点火起飞、精准入轨
3. 在月球轨道无人交会对接和样本转移
4. 携带月球样本以近第二宇宙速度再入返回
5. 建立中国月球样本的存储、分析和研究系统

吴艳华表示，嫦娥五号是中国航天事业发展中里程碑式的新跨越，标志著中国具备地月往返能力，实现“绕、落、回”三步走规划完美“收官”，为中国未来月球与行星探测奠定坚实基础。

未来围绕月球探测主题，中国基本规划确定探月工程第四期，总共包括四次任务。第一次任务是嫦娥四号月球背面著陆巡视探测。第二次任务是嫦娥六号，将进一步优化论证工程目标和科学目标。规划当中，未来还有嫦娥七号和八号任务。

讽刺的是，科技的突飞猛进往往要在战争或冲突之下发生，一如冷战时期美苏争霸为航空航天领域带来的长足发展，近年来大国角力愈发激烈之趋势也推动美国乃至各国制定太空探索的规划。2017年12月，美国总统特朗普（Donald Trump）正式授权开启“阿耳忒弥斯计划”（Artemis program），其中就包括加速美国太空总署（NASA）重返月球的时间表，并拟定在2024年前将美国第一位女性太空人和第二批男性太空人送上月球南极。俄罗斯也打算继续探月，计划2025年前将3款探测器送上月球。此外，印度也于9月证实，印度太空研究组织计划的月船三号将于2021年初发射，再次执行软着陆月球任务。

不过，与上世纪冷战期间的太空竞赛相比，今次“月球竞赛”除了意识形态方面的原因之外，亦有更为紧迫的理由，“谁将能够获得太空的巨大资源，制定太空贸易的规则”已经是切实且愈发紧迫的考量。

值得注意的是，对于中国探月工程的未来，中国探月工程总设计师吴伟仁曾在受访时就表示，中国会在2030年之前，在月球南极建设一个科研站基本型，还可以借助月球作为跳板，前往更远的深空、更远的星球。仿佛科幻小说中的情节，如今却真实的关乎中国国家利益。

步入2021：“强化国家战略科技力量”

早前结束的中央经济工作会议上，中央将“强化国家战略科技力量”作为明年重点任务的第一项，航空航天作为“战略科技力量”的重中之重，自然扮演重要角色。

吴艳华早前曾就未来计划进行介绍，提到中国明年上半年将发射一个核心舱、两个试验舱、四艘货运飞船及四艘载人飞船。火星探测方面，天问一号将于明年2月中旬到达火星。此外，国家航天局还有规划三次行星探测任务，包括一次小行星的探测和取样，一次火星的采样返回，一次木星系环绕探测和行星穿越探测。

中国的计划称得上是规模可观。未来的中国航天事业将如何继续发展，又会如何对科技进步乃至国际局势带来影响，外界可拭目以待。