波澜壮阔四十载 九天揽月梦可圆—改革开放40年的航天印迹

《伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览》于2018年11月13日在北京国家博物馆正式开幕，展览共分为6个主题内容展区——开篇视频、壮美篇章、关键抉择、历史巨变、大国气象、面向未来，通过实物模型、互动展项等方式，气势恢宏地再现改革开放40年来、特别是党的十八大以来，我国取得的辉煌成就。

改革开放40年，也是中国航天人奋斗的40年，是中国航天科技事业取得辉煌成就的40年。神舟升空，嫦娥奔月，天宫与神舟成功对接……一幕幕激荡人心的瞬间是中国人最为骄傲的记忆，也是改革开放历史下，中国航天发展壮大的有力佐证。展览上，长征系列运载火箭、神舟飞船与空间站、月球探测器、多领域应用卫星等航天重器及卫星应用成果，以模型、视频、图片等形式震撼亮相，集中展示了我国航天事业取得的巨大成就，成为展览的亮点。

可上九天揽月

专题展区模拟了嫦娥三号月球探测器的着陆器与巡视器（月球车“玉兔”）的工作场景。2013年12月，嫦娥三号探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，标志着我国成为世界上第三个实现月球软着陆的国家。随后，着陆器和巡视器分离，陆续开展了“观天、看地、测月”的科学探测任务。嫦娥三号着陆器还创造了迄今为止人类探测器月面工作时间的最长记录。2018年12月8日，嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭成功发射，开启了人类首次月球背面软着陆和巡视探测任务。

展区展示的长征系列运载火箭中，长二捆、长征三号乙是我国航天人在改革开放新形势下，创造性地采用商业模式研制出的大推力捆绑式运载火箭，为我国拓展国际商业发射市场立下了汗马功劳；在长二捆基础上研制的我国首型高可靠、高安全火箭长征二号F和长征三号乙一起，支撑了载人航天、月球探测、北斗导航等国家重大航天工程的建设；长征四号乙运载火箭将多型风云、海洋、高分等卫星送上太阳同步轨道；新一代运载火箭长征五号、长征七号于2016年成功首飞，拉开了长征火箭更新换代的序幕，将支撑我国重大航天工程的进一步开展；重型运载火箭长征九号综合性能指标达到国际运载火箭的先进水平，研制成功后，可满足未来较长时期国内深空探测、载人月球探测等国家重大科技活动的任务需求（见图1）。

图1 中国新一代运载火箭及嫦娥三号探测器

专题展区也展示了天宫二号空间实验室、“飞天”舱外航天服以及我国未来空间站等（见图2）。改革开放以来，我国论证并实施了载人航天工程，11名航天员先后飞天，圆了中华民族千百年来的飞天梦，先后突破掌握天地往返、空间出舱、交会对接等核心技术，带动了一大批相关技术的发展，短短20余年就跨越发达国家近半个世纪的发展历程，充分彰显了伟大的中国道路、中国精神和中国力量。2017年，随着空间实验室飞行任务的圆满收官，中国载人航天工程的第三步任务——空间站工程全面展开，计划于2022年前后建成载人空间站。

图2 航天员舱外航天服与舱内航天服

天宫二号是中国第一个真正意义上的空间实验室，全长10.4m，最大直径3.35m，重8.6t，已在轨飞行两年，先后与神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船完成了交会对接，突破了航天员中期驻留及推进剂补加等一系列关键技术，为我国后续空间站建造和运营奠定了坚实基础（见图3）。在天宫二号空间实验室内搭载的世界首台太空运行的冷原子钟（见图4），成功验证了在空间环境下高性能冷原子钟的运行机制与特性，同时实现了日稳7.2×10-16的超高精度（即精度达到3000万年误差小于1s），将目前人类在太空的时间计量精度提高1～2个数量级。

图3 天宫二号空间实验室透视模型

图4 空间冷原子钟

中国空间站基本构型包括核心舱、实验舱I和实验舱II，每个舱段规模20吨级。额定乘员3人，乘组轮换时最多可达6人，建成后将成为我国长期在轨稳定运行的国家空间实验室（见图5）。

图5 中国空间站模型

作为国家综合国力和大国地位的集中体现，载人航天工程已经成为推动科学技术进步、服务经济社会发展的重要力量！随着空间站时代的到来，中国人探索太空的脚步会迈得更大、更远！

“我已出舱，感觉良好！神舟七号向全国人民、全世界人民问好！”2008年9月27日，我国航天员翟志刚带着五星红旗太空漫步招手（见图6）。

2016年11月9日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在中国载人航天工程指挥中心，同正在天宫二号执行任务的神舟十一号航天员景海鹏、陈冬通话。图7为天地通话时使用的话机。

图6 航天员出舱挥舞的国旗

图7 天地通话机

北斗，指引梦想前行的方向

作为改革开放40年来取得的重要科技成就之一，北斗系统已经成为当代中国向世界展示的一张靓丽“名片”。北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的重要空间基础设施，为社会生产和生活提供全天候的精准时空信息服务。2018年12月27日，北斗三号基本系统正式向“一带一路”及全球提供基本服务，北斗系统向全球组网迈出坚实一步；2035年还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。

图8 北斗卫星导航系统模型

除了北斗系统全球组网模型（见图8），北斗系统展区还展出了包含北斗芯片、板卡、终端等多项展品（见图9）。通过多年的集智攻关，我国实现了卫星导航基础产品的自主可控，形成了完整的产业链，逐步应用到国民经济和社会发展的各个领域。伴随互联网、大数据、云计算、物联网等技术的发展，北斗基础产品的嵌入式、融合性应用逐步加强，产生了显著的融合效益。

图9 北斗系统展区展出包含北斗芯片、板卡、终端等多项展品

遥瞰美丽中国

改革开放以来，我国遥感卫星事业步入快速发展轨道。我国自主研制的遥感卫星体系日益完善，目前已经具备一天内全球任意地点遥感影像的周期性获取能力。视频《遥瞰美丽中国》，展示了资源三号立体测图卫星获取的各类遥感影像和三维场景。从宝岛台湾到壮美珠峰，从南海之滨到乌苏里江畔，从九曲黄河到首都北京……从太空角度展现了大美中国的四季更替、山清水秀。国产遥感卫星正在以其卓越的影像获取能力，为实现中华民族伟大复兴作出新贡献。

党的十八大以来，我国高分辨率对地观测系统重大专项（即“高分专项”）工程建设进展顺利，高分一号、高分二号、高分四号、高分三号、高分一号02/03/04星、高分五号、高分六号等一系列卫星先后发射成功（见图10），我国自主获取高分辨率对地观测数据的能力大幅增强，打破了国外对多种高分辨率对地观测数据的垄断，数据有力地保障了现代农业、防灾减灾、资源调查、环境保护和国家安全的重大战略需求，见证着砥砺奋进新时代的新气象。

图10 高分三号卫星模型

巴基斯坦遥感卫星一号是中国向巴基斯坦出口的第一颗民用光学遥感小卫星，2018年7月9日由长征二号丙运载火箭送入预定轨道。卫星获取的空间遥感信息可广泛应用于巴基斯坦的国土资源考察、环境保护和城市规划等领域（见图11）。

图11 巴基斯坦遥感卫星一号卫星模型

改革开放以来，我国气象卫星事业迅速发展，中国航天科技集团成功抓总研制并发射了风云一号、风云二号、风云三号、风云四号4型17颗气象卫星（见图12），使我国成为世界上为数不多的同时拥有太阳同步轨道、地球静止轨道气象卫星的国家，新一代气象卫星已达国际先进水平。风云系列气象卫星为我国气象预报、防灾减灾工作作出了巨大贡献，也为世界上其他国家，特别是“一带一路”沿线国家和地区提供服务。

图12 风云四号卫星模型

让卫星通信走向“中国创造”

东方红四号是我国新一代大型通信卫星平台，性能在同期国际同类通信卫星平台中位居前列，使中国成为世界上少数几个能研制大型通信广播卫星及平台的国家（见图13）。

图13 东方红四号通信卫星模型和东方红四号通信卫星平台

卫星激光通信具有通信容量大、传输距离远、保密性好等优点。2017年中国新一代高轨技术试验卫星实践十三号搭载的激光通信终端，成功进行了高轨卫星对地高速激光双向通信试验，为后续天地一体化信息网络的建设奠定了坚实基础（见图14）。

图14 实践十三号卫星模型

墨子号量子科学实验卫星在实现高速星地量子密钥分发的基础上，与地面光纤量子通信网络相结合，通过卫星中转的方式，演示了组建全球范围的广域量子通信网络的能力（见图15）。

图15 墨子号量子科学实验卫星示意图

科技创新，支持着我们仰望星空

被誉为“中国天眼”的500m口径球面射电望远镜（FAST）是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，对中国在科学前沿实现重大原始突破、加快创新驱动发展具有重要意义（见图16）。截至2018年9月，FAST已经观测到59颗脉冲星，其中44颗得到认证。

图16 500m口径球面射电望远镜模型

张衡一号电磁监测试验卫星是中国地震立体观测体系中第一个天基平台（见图17）。卫星成功发射使中国首次实现了低地球轨道对空间电磁场、电离层等离子体、高能粒子的监测，实现了通过空间电磁环境监测开展地震学研究，有助于进一步了解地震孕育发展规律，为空间天气预警、通信导航环境监测提供重要数据支持，可以显著提升中国在地球物理场研究领域的国际影响力。

图17 张衡一号电磁监测试验卫星示意图

2015年12月，“悟空”发射升空，这是世界上观测频段范围最宽、能量分辨率最优的高能粒子探测卫星，设计寿命为三年（见图18）。由于其运行状况良好，卫星在轨工作时间将会至少延长到五年。前五年，“悟空”都将进行巡天观测，搜寻暗物质粒子存在的证据，五年之后，“悟空”将有望锁定重点区域，转为定向观测。截至2018年9月，“悟空”已探测到近50亿颗高能粒子。

图18 “悟空”高能粒子探测卫星模型

航天让生活更美好

以航天粉煤加压气化炉（“航天炉”）为代表的应用于能源、环保等领域的航天技术应用产业也以模型等形式展示。依托航天液体火箭发动机和控制技术研发出的煤炭气化技术，实现了煤炭向洁净环保气体的转化（见图19）。

图19 航天炉模型

除了模型之外，展览上还以图片形式展出了与航天相关的场景。全国卫星导航定位基准服务系统于2017年5月启用，能够兼容北斗、GPS等卫星导航系统信号，可提供更加精准、快速的导航定位服务。精度提高以后，导航定位的应用领域大大扩展。在交通运输、国土、水利各个领域对高精度的导航定位服务都有着迫切的需求。图中展示了利用卫星导航定位基准服务开展电力设施巡检的场景（见图20）。

2016年，恰逢中国航天事业创建60周年。国务院批复同意自2016年起，将每年4月24日设立为“中国航天日”（见图21），旨在宣传中国和平利用外层空间的一贯宗旨，大力弘扬航天精神，科学普及航天知识，激发全民族探索创新热情，唱响“探索浩瀚宇宙、发展航天事业、建设航天强国”的主旋律，凝聚实现中国梦、航天梦的强大力量。

图20 利用卫星导航定位基准服务开展电力设施巡检图

图21 中国航天日