格物致知 叩问苍穹
——写在第八个“中国航天日”

2023-05-29 12:14申超波
国防科技工业 2023年5期
关键词:中国航天嫦娥火星

本刊记者 申超波 李 楠 吴 珊 /文

“夜空中最亮的星,能否听清……”4 月24 日,在位于北京西郊的中国航天科工集团二院,伴随着北京玉泉小学儿童合唱团同学们悦耳的歌声,院士代表、大国工匠、青年航天人、中小学师生汇聚一堂,共庆即将到来的第八个“中国航天日”,并发布最新编写的《追梦空天》《砺剑空天》系列图书。

航天盛会拉开大幕

北京时间4 月24 日上午,在安徽合肥,一座现代化的建筑如同搭箭欲发的巨大“弯弓”矗立在巢湖之畔。幻化着深邃星空的穹顶之下,座无虚席,伴随着倒计时的声音,在国家有关部委、安徽省有关领导、航天领域院士专家及高校、企业代表以及来自40 多个国家的航天机构、国际组织、驻华使馆和科研机构的外宾约1200 人的见证下,国家航天局局长张克俭和安徽省委书记韩俊共同按下启动按钮,万众瞩目的2023 年“中国航天日”主场活动正式拉开大幕。

今年4 月24 日,是第8 个“中国航天日”。2016 年4 月,习近平总书记在首个“中国航天日”之际作出重要指示:“探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。”为新时代中国航天事业发展指明了方向。正如国家航天局局长张克俭在开幕式致辞中所说:“在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下,中国航天事业取得了历史性成就,航天强国建设迈出了坚实步伐。党的二十大作出加快建设航天强国的战略部署,对航天发展提出了新目标新要求,航天强国建设踏上新征程。中国航天坚持创新驱动,助推高水平科技自立自强,拓展前沿未知领域探索,加强航天关键核心技术攻关,带动国家科技创新突破;坚持科技与应用及产业融合,赋能经济社会发展,推动航天先进技术更好服务重大国家战略实施,促进空天产业高质量发展;坚持和平利用与合作发展理念,以更加开放的姿态,开展高水平国际交流与合作,为推动构建人类命运共同体贡献中国智慧、中国方案。”

一年一度的“中国航天日”启动仪式已经成为中国航天重大信息发布的平台。国家航天局、中国科学院联合发布中国首次火星探测火星全球影像图。公布了嫦娥五号任务月球样品联合研究科学成果以及中国向法国、中俄互赠月球样品,与相关国家共同推进月球科学研究的信息。深空探测全国重点实验室及中国科学技术大学“深空探测学院”正式挂牌。合肥市深空科学城概念性设计规划发布。鹊桥通导技术试验星正式命名为“天都一号”“天都二号”。9 个合肥空天信息产业项目集中签约。

国家航天局局长张克俭(右)和安徽省委书记韩俊(左)共同按下启动按钮,宣布活动开幕

2023 年中国航天公益形象大使韩再芬、陈冬、王赤(从左至右)

现场活动精彩纷呈,航天日主题宣传片首播,中国人民解放军航天员大队特级航天员陈冬,中国科学院院士王赤,国家级非物质文化遗产代表性项目传承人、黄梅戏表演艺术家韩再芬当选2023 年中国航天公益形象大使。与会领导和专家为中国航天基金会“钱学森最高成就奖”“钱学森杰出贡献奖”“航天创新团队奖”“航天国际合作奖”获奖代表颁奖。

启动仪式结束后,2023 年中国航天大会、中国航天国际交流与合作座谈会、中国航天文化艺术论坛、深空探测(天都)国际会议、空天信息产业与商业航天发展研讨会、“走向世界的中国航天”主题展览、航天公益形象大使进校园等30 多场系列活动在合肥举办。

“中国航天日”期间,全国30 多个省、自治区、直辖市及香港、澳门特别行政区,共举办航天开放日、科普讲堂、知识竞赛、有关交流与研讨等400 余项活动。相关航天展馆、航天设施将集中向社会公众和大中小学生开放。一批院士专家走进校园,为青少年进行科普宣讲。相关航天科普电视节目或线上科普讲座陆续播出。

中国标识 永久刻印在火星大地

曾几何时,到火星去是我们遥不可及的梦想。航天作为一个国家高科技实力的代表,是一项复杂的系统工程,需要雄厚的国家实力作为支撑。

我们起步虽晚,但追赶很快,通过几代航天人的不懈努力,如今我们已经成为第二个成功着陆火星的国家,正如2021 年5 月15 日,习近平总书记在祝贺天问一号探测器成功着陆火星的贺电中所说:“你们勇于挑战、追求卓越,使我国在行星探测领域进入世界先进行列”,这个“世界先进”既来之不易,更有历史的必然。

在2023 年“中国航天日”主场活动启动仪式上,国家航天局和中国科学院联合发布了中国首次火星探测火星全球影像图。科学研究团队通过火星高分影像,识别了着陆点附近大量的地理实体,国际天文联合会根据相关规则,将其中的22 个地理实体,以中国人口数小于10 万的历史文化名村名镇加以命名,将中国标识永久刻印在火星大地。

影像图来之不易。中国行星探测工程总设计师张荣桥介绍,2021年11 月至2022 年7 月,“天问一号”任务环绕器中分辨率相机对火星实施了284 轨次遥感成像,地面应用系统对获取的14757 幅影像数据进行处理,这才得到火星全球彩色影像图。

“本次发布的影像图包括火星东西半球正射投影图、鲁宾逊投影图和墨卡托投影加方位投影图——密布的撞击坑、狭长的裂谷,影像图上,火星地形地貌清晰可见,空间分辨率为76 米。”张荣桥说,要获取影像图,需要突破三大难关。

一是来自“天问一号”任务本身的挑战。二是火星影像图的拼接。图像拼接过程中,相邻两个轨道获得的图像之间不能有缝隙,这非常考验科研人员的“手艺”。如果轨道控制不精准,难免出现缝隙;一旦存有缝隙,想弥补就得等七八个月之后的下一个周期。另外,相邻两轨获得的图像不能重叠太多,否则下一轨很可能出现缝隙。三是图像颜色的核校矫正。张荣桥说:“图像颜色不能失真,这也是我们要考虑的关键问题。这次的图像是利用光谱分辨率更高的多光谱相机获得的,科研人员将其与高分相机等获取的数据进行分析、核对、矫正,经过重重关卡和挑战,终于拿到了影像图。”

天问一号探测器于2020 年7月23 日成功发射,经历202 天的奔火飞行,成功进入环火轨道。2021 年5 月15 日,着陆巡视器降落在目标着陆点,祝融号火星车开展巡视探测。至2022 年6 月29日,环绕器实现了全球遥感探测,目前已运行超过1000 天,状态良好,继续在遥感使命轨道开展科学探测,积累原始数据。首次火星探测任务一步实现火星环绕、着陆和巡视探测目标圆满完成。

任务携带的13 台载荷累计获取原始科学数据1800GB,形成了标准数据产品。科学研究团队通过对一手科学数据的研究,取得了一批原创性科学成果。利用环绕器高分辨率相机获取的着陆区亚米分辨率地形数据,揭示了上述地貌的形成与水活动之间存在的重要联系;通过相机影像获取的火星车车辙图像数据研究,获得了着陆区土壤凝聚力和承载强度等力学参数,揭示了着陆区表面物理特性;通过对火星表面成分探测仪数据研究,发现巡视区近期水活动证据,揭示晚亚马逊纪(7 亿年前)火星水圈比传统认知的更加活跃;通过对火星车双频全极化雷达获得的着陆区地下分层信息研究,揭示距今30 亿年以来多期次水活动相关的火星表面改造事件和地质过程;通过对火星车导航地形相机、火星表面成分探测仪和火星气象测量仪获取的数据开展综合分析,发现了巡视区存在距今约7.6 亿年的盐水活动和现代水汽循环的证据。上述原创性成果已在《自然》、《自然-天文学》、《自然-地球科学》、《科学进展》《国家科学评论》等国内外权威学术期刊发表。

主题展览带来科普魅力

2022 年11 月21 日,习 近 平总书记向联合国/中国空间探索与创新全球伙伴关系研讨会致贺信指出,中国始终致力于同世界各国一道,推动航空航天科技发展。中国一贯坚持平等互利、和平利用、包容发展的原则,倡导开展多形式、多渠道的外空领域国际交流合作,推动航天技术成果更好造福世界各国人民。

在蔚蓝色“星辰大海”的包围下,细数中国航天辉煌成就,来一场虚拟的宇宙探索之旅……4 月24 日,以“走向世界的中国航天”为主题的展览吸引了大量观众“打卡”,大小两重晶莹透亮的圆球裹着珍贵的实物月壤,交织奇幻和现实色彩。嫦娥五号上升器、着陆器、月球车模型,“仿真月球基地”……映着孩子们发亮的眼睛。

在展览中,中国与世界各国一同携手的精彩瞬间处处可见。一走入展览中的科普展区,在璀璨的“星空”装饰下,一张张展示中国航天国际合作精彩瞬间的历史图片映入眼帘,从中巴地球资源卫星、中法海洋卫星和天文卫星、中意电磁监测卫星等项目,到天问一号火星轨道数据交换、嫦娥四号任务外方载荷搭载、嫦娥五号月球样品国际联合研究,中国航天的国际影响力不断提升,更为建立人类命运共同体发挥了重要作用。

我国在深空探测领域的贡献也受到了全球高度评价。在深空探测重大工程展区的一个展示柜中,闪亮的纪念牌和徽章向观众讲述着中国航天取得的硕果:嫦娥四号团队获得英国皇家航空学会金奖、天问一号团队获得世界航天奖……

探索浩瀚宇宙,是人类共同的事业。目前,中国已与40 多个国家和地区以及国际组织签订了130多份航天领域合作文件,主导实施中欧“双星计划”、中法海洋卫星等国际航天工程,牵头发起国际月球科研站、金砖国家遥感卫星星座等多边合作项目。在空间探索的新征程上,中国必将秉持和平与合作的“和合”理念,凝心聚力启新程。

展馆里,一组运载火箭模型格外醒目。1:10 比例缩小的长征二号F、长征十一号、长征五号B 等运载火箭模型展示着中国航天不断完善的运载火箭型谱。展览的中国空间站组合体模型和舱外航天服仿制件吸引了很多观众合影留念。手指长短的太空微型月季和太空特大南瓜也出现在展厅里,展区工作人员介绍,这些都是“遨游”过太空的种子培育出的产品。

斑驳的长三乙火箭发动机残骸和整流罩残骸,诉说着它们曾送卫星飞入苍穹的经历;“嫦娥五号”探测器钻取采样装置、月球样品封装罐和返回器实物站成了一列“全家福”;透过显微镜的镜头,一撮看起来并不起眼的细小沙砾,竟是“嫦娥五号”带回的月球样品……“这是我第一次看到月球样品实物,从中感受到我国航天事业的勃发之气。”中国科学技术大学学生张子衡说。

“你们好,我是‘航小梦’,来自中国国家航天局……”观众只需冲着屏幕挥挥手,数字虚拟人“航小梦”便会出现在屏幕中,并向观众问好。这样新技术赋能的互动场景在本次中国航天展上屡见不鲜。

“能乘着飞船到火星上,太惊喜了!”9 岁的杨志轩说,几分钟前他刚体验了“驾驶”太空飞船拜访太阳系行星。本次展会的“科学家嘉年华”展区,为那些对茫茫宇宙充满好奇的孩子们提供了一个“直达星系”的体验空间:在球幕影院中,孩子们仿佛置身宇宙,聆听宇宙起源的奥秘;踏入仿真的“神舟返回舱”,孩子们可以戴上VR眼镜,欣赏宇宙之美。

戴上VR 眼镜、漫步月球、用月壤种下一颗种子期待发芽……在未来月球体验区,不时有观众停下脚步。在这片体验区,体验者可以感受未来月球基地矿业、种植业方面的发展。“这次体验让我对月球环境有了更深的了解,也期待我国航天员能早日登月。”合肥市民孙光君说。

中国航天科技国际交流中心工作人员贾洪凯介绍说,这一展区综合运用VR、球幕影院、3D 仿真等技术,希望为观众们提供生动有趣的体验,特别是点燃孩子们的“航天梦”。

航天与艺术的交融

习近平总书记在党的二十大报告中擘画了航天强国、文化强国建设的宏伟蓝图,为广大科技工作者、文艺工作者奋进新征程、建功新时代提供了根本遵循,明确了行动指南。党的十八大以来,载人航天、探月探火、北斗导航、高分引路、深空探测,多项重大航天工程接续开展、捷报频传,为繁荣航天文化艺术创作涵养良好生态。

4 月24 日,国家航天局新闻宣传办公室和中国航天基金会主办的2023 年“中国航天文化艺术论坛”在合肥举办。此次论坛以“融合共享 文化赋能”为主题,旨在围绕贯彻落实党的二十大精神,繁荣发展文化事业和文化产业,弘扬中国航天文化艺术,搭建科技、文化创新融合共享平台,聚焦文艺、文旅、文创互促共进,通过观点交互、思想交流、文化交融,促进航天科学技术与文化艺术共同繁荣。

国家航天局总工程师李国平指出,航天领域是引领国家科技进步的新高地、服务经济社会发展的新动能、深化国际合作交流的新名片。希望借此次航天文化艺术论坛举办契机,乘中国航天发展东风,打造更多富有时代感召力、历史穿透力、艺术感染力、广泛影响力的文艺作品,为繁荣文化艺术创作贡献更多“航天元素”,为文化强国建设增添更多航天篇章。

国家航天局新闻宣传办公室主任张涛、文化和旅游部产业发展司副司长马力、中国科协宣传文化部副部长宋玉荣、中国外文局当代中国与世界研究院副院长孙敬鑫等来自科技、科普、文旅、文化传播领域等相关部门领导专家,围绕推动航天与文艺跨界融合共进、发展航天文化和旅游产业、以航天精神滋养航天科学文化、以全球文明倡议推动航天文化交流等主题作主旨发言。

中国航天公益形象大使、航天员陈冬,清华大学文科资深教授、中国美术家协会副主席鲁晓波,中国科学院科学传播研究中心副主任邱成利,法国物理学家克里斯托夫·贾法尔,分别以地球到太空的梦想之旅、艺术与科技融合创新、发挥航天科普场馆作用赋能科普文化传播、用科学知识搭建和平、娱乐和进步的桥梁等为主题分享了观点。

论坛发出四点倡议:中国航天是自信自强的航天,繁荣航天文化艺术要坚定文化自信,共同努力从航天精神中汲取灵感和力量;中国航天是协同协作的航天,繁荣航天文化艺术要强化系统思维,航天事业“万人一杆枪”,要动员行业内外各方力量,共同参与航天文艺作品、文化产品的推出;中国的航天是引领科技的航天,繁荣航天文化艺术要坚持创新融合,要基于科学、普及科学,勇于创新,融合发展,创作出更多兼顾历史与现实、浪漫与写实、科学与趣味的作品;中国的航天是开放合作的航天,繁荣航天文化艺术要坚持国际视野。坚持大格局、大视野、大制作,创作出更多契合时代特征,符合国际传播规律作品,生动展现中华文化兼容并蓄的感召力、中国航天和平发展的亲和力。

论坛上,国家航天局新闻宣传办公室与中央广播电视总台CGTN 签署战略合作协议,发布了航天科普书籍和中国航天主题音乐节相关信息,举行了太空探索与艺术创想大赛颁奖仪式、第二届“飞航杯”少年儿童科技作品征集活动启动仪式。

中国航天文化艺术论坛是国家航天局着力推出聚焦航天科技与文化艺术融合发展的主题论坛,旨在搭建航天科学技术与文化艺术跨界交流的平台,促进航天文化艺术事业繁荣发展,以融通中外的文化艺术话语,传递中国航天开放包容的态度,传播中国航天精神文化,更好塑造真实立体的中国航天形象。

在合肥市第六中学,航天员王亚平(右一)和学生一起做科学实验

心有凌云志

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视科技创新、科学普及和科学素质建设。习近平总书记指出,科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。

航天重大工程的进展为繁荣航天文化艺术创作厚植了良好的土壤和环境。只有点亮航天梦想,做好科学普及,才能不断汇聚建设航天强国的磅礴之力。近年来,航天题材文化艺术影视作品不断涌现,航天文旅产业发展壮大,一大批航天科普图书、航天科普课程等深受喜爱。今年航天日期间,系列科普活动看点更足。

穷理以致其知,反躬以践其实。一代代航天人踔厉奋发,一批批报国者以梦为马。中国自古就有“天人合一”的哲学思想,重点在于人类和宇宙、大自然应是紧密联系、和谐统一的。

听一堂航天员亲自讲的科普课,是一种什么样的体验?

4 月24 日下午,航天员王亚平走进合肥市第六中学,用生动、精彩的航天科普课,跟同学们分享了她的“飞天故事”和太空趣闻,介绍了我国载人航天事业发展历程和空间站的建设情况。

在讲座中,王亚平回忆了自己经过刻苦学习和辛勤训练,一步步从飞行员到航天员的成长经历。王亚平向同学们介绍了我国空间站的建设情况,并揭秘了在空间站失重环境下奇妙的生活日常。作为太空教师,王亚平带领大家回顾了自己的三次太空授课过程,分享了太空授课背后的感悟。

讲座期间,王亚平还和同学们热情互动,随机提问了相关航天问题。讲座结束后,3 名学生代表分别向王亚平提问了自己感兴趣的航天问题。结合自己担任航天员的经历,王亚平一一回答了大家的提问,并给同学们赠送了纪念品。

为了更直观地对比空地差异,王亚平带领同学们重做了一遍 “冰球实验”。在太空站微重力环境中,晶体不受容器的限制,可以悬浮在半空中“自由生长”,结成一个温热的“冰球”;而在地球上的实验会随着容器形状的不同而不同,王亚平演示了不同形状的容器里面出现的结晶情况。实验结束后,王亚平亲切地鼓励同学们,希望大家未来都能去太空“出趟差”,到空间站里亲自试一试。

此次活动,旨在青少年群体中更广泛传播航天知识,宣扬载人航天精神。通过近距离感受航天知识魅力,充分激发青少年对于航天的兴趣和爱好,鼓励广大青少年传承载人航天精神、培养创新能力,怀着一个好奇与探索的心“格物致知,叩问苍穹”。

向更远的太空进发

“我国将在2024 年前后发射鹊桥二号中继星和嫦娥六号探测器,实现月背采样返回;2026 年前后发射嫦娥七号,实现月球南极资源勘查;2028 年前后发射嫦娥八号,和嫦娥七号一起构成国际月球科研站基本型。”4 月25 日,在2023 年“中国航天日”第一届深空探测(天都)国际会议上,我国深空探测重大专项总设计师吴艳华围绕我国深空探测作主旨报告,透露了我国深空探测任务“时间表”。

深空探测是指发射航天器对月球及其以远的天体和宇宙空间进行探测的活动,是科学研究、技术创新和空间资源开发与利用的重要途径,也是航天大国或强国重点着力的领域。在2023 年“中国航天日”系列活动上,中国公布了多个深空探测项目的信息,包括无人探月、载人登月和行星探测工程等,引发外界的关注和热议。

中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁在首届深空探测(天都)国际会议上就国际月球科研站建设作报告,深度解读国际月球科研站建设方案,并向世界各国发出合作倡议。

依据“总体规划、分步实施、边建边用”的原则,国际月球科研站将按照三个阶段分步实施,计划2030 年前建成基本型,开展月球环境探测和资源利用试验验证;2040 年前建成完善型,开展日地月空间环境探测及科学试验,并建成鹊桥通导遥综合星座,服务载人登月和火星、金星等深空探测;之后建设应用型月球科研站,由科研型试验站逐步升级到实用型、多功能的月球基地。

在建设国际月球科研站过程中,嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号将起到“先导队”的作用。据介绍,嫦娥六号探测器计划在明年5 月发射,实现月背采样返回,实现月球背面自动采样返回,这也将是人类首次从月球背面采集月壤。

在2026 年前后,计划被送上月球的嫦娥七号月球探测器由轨道器、着陆器、巡视器、飞跃器和中继星组成,将对月球南极资源和环境进行详查,开展着陆、巡视和飞跃探测,预选着陆区为月球南纬85 度以上的南极-艾特肯盆地。2028 年前后,我国还将发射嫦娥八号探测器,开展关键技术月面实验,完成科研站指挥中枢技术验证。未来,由嫦娥七号、嫦娥八号和鹊桥二号构成月球科研站的基本型将出现在世人眼前。

此外,我国还将在探月领域深入开展国际交流合作。嫦娥六号任务和小行星探测任务将提供搭载平台和载荷资源的机会,致力于与更多国家,一同让航天探索和航天科技成果为创造人类美好未来贡献力量。

探索浩瀚宇宙,中国的目光不仅局限于月球。

记者在现场了解到,我国计划在2025 年前后发射天问二号探测器,主要任务目标是实现近地小行星2016H03 取样返回和主带彗星311P 绕飞探测。在天问二号发射之后,实施火星采样返回任务的天问三号将成为我国行星探测的一个重头戏。此外,木星系探测等关键技术攻关,论证太阳系边际探测等实施方案……一项项面向前沿的重大航天任务工程正有条不紊向前推进。

现代航天学和火箭理论的奠基人齐奥尔科夫斯基曾说:“地球是人类的摇篮,但人类不能永远生活在摇篮里。”展望未来,人类终有一天会走出地月系迈入行星际。在这个伟大的人类探索进程中,中华民族千百年来的飞天梦想必将在中国航天人的接续奋斗中实现,其积淀而成的航天精神,犹如璀璨星辰,不断激励无数来者叩问苍穹、探索不停。

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