未來月球科研站沙盤。本報記者 劉蘇雅攝

今天是第八個中國航天日，中國航天日主場活動暨2023中國航天大會在安徽合肥舉辦。在本次航天大會上，“走向世界的中國航天”主題展覽串起了中國航天的過去、現(xiàn)在和將來。商業(yè)航天也成為了大會上的“熱詞”。記者探展獲悉，今年，我國商業(yè)航天領(lǐng)域仍將持續(xù)突破，迎來多個“首次”。

(資料圖片僅供參考)

月球發(fā)射航天器優(yōu)勢明顯

在主題展覽中，最具“科幻”色彩的展品，莫過于未來月球科研站的設(shè)計。在大大小小的月球環(huán)形山中間，科研工作站、能源中心、宇航員訓(xùn)練中心、太空發(fā)射場等建筑排布其間，可謂“五臟俱全”。

能源中心是核心部分，主要進行能源轉(zhuǎn)化、新能源研究等工作。月球蘊含著多種清潔能源，首當(dāng)其沖的是豐富的太陽能。月球表面沒有大氣，太陽輻射可以“長驅(qū)直入”，每年到達(dá)月球范圍內(nèi)的太陽光輻射能量，大約相當(dāng)于地球一年消耗各種能源所產(chǎn)生總能量的2.5萬倍。豐富而穩(wěn)定的太陽能，將成為月球科研站運轉(zhuǎn)的重要支撐。此外，科研人員對氦-3等新型清潔能源的儲存、利用研究，也為進一步開展深空探測打下了基礎(chǔ)。

到月球去開展科研工作，是月球探測的核心目標(biāo)之一。科研人才將圍繞月球地表探測、資源利用、基礎(chǔ)建設(shè)、其他星球探測等領(lǐng)域不斷發(fā)力。隨著月球科研站的不斷拓展，月地往返、信息傳輸?shù)男枨罅縿荼卦龃螅碌刂笓]所將成為航天器往返和通信傳輸?shù)谋Ｕ稀Ａ孔油ㄐ庞型蔀榈卦轮g的重要通信方式，真空環(huán)境能讓光量子的傳輸損耗大為降低。

月球上的生活，與地球有哪些不同？月球引力僅為地球的六分之一，長期生活在月表，人體的肌肉功能、心肺功能會產(chǎn)生一定的退行性改變，需要通過鍛煉來保持身體狀態(tài)。下體負(fù)壓筒、太空跑步機、骨丟失對抗儀等適用于低重力環(huán)境的專項訓(xùn)練儀器，將在月表的宇航員訓(xùn)練中心進行配備。

月球上的“一天”很漫長，一個月晝就大約相當(dāng)于地球上的14天。因此，月球科研站還貼心地規(guī)劃了太空休閑中心，內(nèi)部將布設(shè)多種太空娛樂設(shè)施，為月球工作人員提供娛樂生活，也為未來的太空旅游業(yè)打下基礎(chǔ)。

要實現(xiàn)在地月之間往返，或未來到其他星球中轉(zhuǎn)，月面上的太空發(fā)射場必不可少。月表沒有大氣，這有利于航天器發(fā)射，加上月球自身較小的引力、發(fā)射升空可以借助地球引力等優(yōu)勢條件，航天器只需達(dá)到每秒1.8千米的速度，即可脫離月球引力，航天器發(fā)射所需的能源和自身重量都能減輕。

“天問四號”將抵達(dá)天王星

今年，中國航天發(fā)射任務(wù)仍將高密度常態(tài)化舉行，中國空間站轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展階段，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還將完成3顆備份衛(wèi)星的發(fā)射，進一步增強系統(tǒng)可靠性。

目前，我國探月四期工程正在穩(wěn)步推進。在“嫦娥六號”實現(xiàn)月球背面采樣返回、“嫦娥七號”實現(xiàn)月球南極原位科學(xué)與資源探測后，“嫦娥八號”任務(wù)將初步構(gòu)建起月球科研站的基本型，并與相關(guān)國家、國際組織和國際合作伙伴共同開展國際月球科研站建設(shè)。

我國對宇宙發(fā)出的“天問”也將繼續(xù)。“天問二號”的目標(biāo)是一顆近地小行星2016HO3，將實現(xiàn)該星的取樣返回，并完成對小行星帶中的主帶彗星311P環(huán)繞探測。再赴火星的任務(wù)則將由“天問三號”承擔(dān)，并將帶回火星的“土特產(chǎn)”——實現(xiàn)火星取樣返回?！疤靻査奶枴睂⒃诎l(fā)射后從金星和地球“借力”，實現(xiàn)木星系探測以及行星際穿越探測，最終抵達(dá)天王星。

此外，太陽系邊際探測、國際月球科研站建設(shè)、近地小行星防御演示驗證等深空探測任務(wù)均在規(guī)劃中，保障深空探測任務(wù)通信的“鵲橋”也將開展試驗。

京產(chǎn)“平板”衛(wèi)星今年首發(fā)

在本次主題展覽中，不乏商業(yè)航天企業(yè)參展，北京多家商業(yè)航天企業(yè)的身影也在其中。位于中關(guān)村“星谷”的銀河航天公司就帶來了最新研發(fā)成果——能一箭多星堆疊發(fā)射的平板衛(wèi)星。這款衛(wèi)星的首發(fā)星預(yù)計于今年第三季度發(fā)射。

記者注意到，該衛(wèi)星外形和常見的立方體衛(wèi)星、球形衛(wèi)星差別很大，看起來就像是一片金屬板?！鞍研l(wèi)星設(shè)計成這種形態(tài)，是為了方便后續(xù)的多星發(fā)射和加速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)?！便y河航天技術(shù)專家金歷群介紹，多顆“平板”衛(wèi)星可以在火箭整流罩內(nèi)一層層整齊堆疊起來，使用四套壓緊桿將衛(wèi)星組合體壓緊在火箭適配器上，從而大幅節(jié)約整流罩內(nèi)部空間。星箭分離時，火箭先旋轉(zhuǎn)起來，然后四套壓緊桿同時解除約束，各衛(wèi)星就會在慣性力作用下相互分離。

“這款衛(wèi)星的單次發(fā)射數(shù)量可以大幅提升，這主要取決于運載工具的空間、重量等約束?！苯饸v群自豪地說，隨著越來越多的衛(wèi)星入軌，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)揮出它最大的價值，發(fā)揮其全覆蓋、高帶寬、低時延、低成本等優(yōu)勢，成為解決全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋的新方案。

這款衛(wèi)星還擁有一片獨特的“翅膀”。它所使用的太陽翼是該公司自主研發(fā)的我國商業(yè)航天首款柔性太陽翼。柔性太陽電池板厚度僅為1毫米左右，輕薄的材料使其折疊后緊密貼合，折起來的主體厚度還不到5厘米。更大的收納比、能量比，在讓衛(wèi)星更加輕巧的同時，還能保證大功率輸出。

全球最大固體運載火箭紀(jì)錄也有望在今年被刷新。東方空間公司在論壇上透露，該公司研發(fā)的“引力-1”號火箭今年將在山東海陽東方航天港首飛。同期發(fā)布的《2022中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)投資報告》顯示，截至2022年底，國內(nèi)已注冊的商業(yè)航天企業(yè)數(shù)量達(dá)433家，民營企業(yè)的火箭產(chǎn)品豐富，處于高速發(fā)展期，民營企業(yè)火箭型號將是未來發(fā)射市場的主要力量。

利用太陽能構(gòu)建“空間電網(wǎng)”

在2023中國航天大會商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)國際論壇上，全球首個商業(yè)化空間太陽能電站產(chǎn)業(yè)項目發(fā)布，未來“太空電網(wǎng)”將為空間、地面甚至其他天體提供充足的清潔能源。

“地球從太陽獲得的能量，僅是太陽所發(fā)出能量的十六億分之一，太多能源沒有被我們利用。空間太陽能電站不會受黑夜、陰影等限制，并且在各軌道上都能發(fā)展，它帶來的效益將十分可觀。”中國工程院院士段寶巖說。

作為這一設(shè)想的提出者，北京無限光輝公司執(zhí)行總裁李濤表示，項目需要突破空間超大功率高效無線能量傳輸技術(shù)、空間超大功率高效發(fā)電與電力管理技術(shù)、空間超大型系統(tǒng)在軌組裝與維護技術(shù)等一系列技術(shù)制約。該項目預(yù)計在2024年進行雙星驗證；2025年至2027年將組建“空間電網(wǎng)”，預(yù)計通過1個分布式電站，就能同時為附近的10顆衛(wèi)星進行足額供電；2028年至2030年，地面能量傳輸將有望實現(xiàn)。

“空間太陽能電站是空間能源體系的核心要素，它能讓衛(wèi)星不再為能源和動力系統(tǒng)所制約。”李濤計劃通過空間能源體系的搭建，為商業(yè)空間站、空間數(shù)據(jù)中心、空間算力中心以及全天候通信提供持續(xù)的能源保障。

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