描述
本书再现了中国航天60的伟大历程,纪录了航天事业上的一个又一个的创举。
作者李选清、柳刚两位都是航天报道的亲历者,用*手资料和素材,再现了航天的中国传奇。
书中首次公布了一些珍贵照片,由原总装备部宣传部高级记者秦宪安,参与神舟一号至神舟十号、嫦娥探月工程及导弹、卫星等重大国防科研试验任务的拍摄。
从东方红卫星到载人航天,从嫦娥探月到北斗问天,从两弹一星的元勋到新一代的航天员,本书真实再现了中华人民共和国成立以来中国航天科技的大发展、大跨越、大辉煌。
作者用自己的亲见亲闻、翔实的史料和鲜为人知的采访素材描绘了一代代航天人前赴后继、攻坚克难的“问天之路”,加上首次公开的权威图片,充分展现了千百年来中华民族的飞天梦想变成现实的壮丽图景。
“问天之路”,是辉煌灿烂的国家记忆,是骄傲自豪的民族相册,更是亮丽的中国名片。
“问天之路”,将中国的大国地位、中华民族的自信与荣耀,镌刻在茫茫太空之上。
“问天之路”,彰显了我国的空天实力,书写了世界航天史上不朽的传奇。
contents 目录
章 太空响起“东方红”
绘制中国火箭导弹蓝图人
我们也要搞人造卫星
就这么搞,不要怕土,土八路能打败洋鬼子
事关国家民族前途命运的核心技术是买不来的
8千米飞行,中国迈向太空的步
两位科学家不约而同提出一份相同建议
令人痛惜的一波三折
建非常之功,十八勇士闯新路
试验场上不知疲倦的“倔老头”
痴心开辟独具特色的太空轨道
让“中国星”在万里云天闪烁
千挑万选上天乐曲
周总理一席话,令科学家记了一辈子
一次不该失败的失败
万事俱备,只待东风
《东方红》从太空传遍世界
卫星上天,挺起了中国人的脊梁
中国航天日,卫星家族人丁兴旺
第二章 中国“星”途风雨兼程
遥感卫星:天外返人间
“怎么甘心让自己头顶上飞的都是外国卫星呢”
返回式卫星研制在“动乱之秋”启动
一根导线的纰漏引发一次发射事故
巡天遥看三昼夜,首颗返回式卫星安然归
通信卫星:36000千米高空的梦想
3位普通人的来信,推动国字号工程重启
36000千米高空,一个雷达兵的奇思妙想
仰望星空,太空轨道应有中国一席之地
老将军披挂出征,加速推进“三鸣惊人”战略构想
征服36000千米高空,放飞“中国星”
远望测量船踏浪三大洋,海上牵星创奇迹
昔日红军长征路过的西昌,如今成为“太空长征”出发地
发射进入倒计时,意想不到的“特情”突如其来
万里高空接力救星,5分钟牵住“脱缰野马”
东方红二号通信卫星上天,改变了中国
“东方红”卫星平台不断演绎太空精彩
中国“星”:闪耀苍穹造福民生
风云卫星:太空揽风云,服务千万家
海洋卫星:剑指苍穹,九天瞰海
高分卫星:“天眼”看地球,“慧眼”识九州
量子卫星:领跑世界,改变未来
第三章 长征火箭走向世界
瑞典空间公司对中国火箭“一见钟情”
人类航天史上灾难之年,长征火箭逆势而上
首次发射亚洲一号旗开得胜
三张设计草图做成一笔大买卖
18个月造出长二捆火箭,14个月建起亚洲大型发射塔架
0.15毫克的铝质多余物造成发射失利
再干100天托举星箭上九天
第二颗澳星发射:没有解开的历史之谜
接二连三的挫折使长征火箭跌入谷底
一年六战六捷,长征火箭重新赢得世界信任
1998-2017,长征火箭的黄金时代
中国火箭开启航天“新长征”
长征精神是推进中国火箭腾飞的强燃料
第四章 载人航天壮志雄心
“谁控制了空间,谁就能控制地球”
难产的曙光号载人飞船
1979邓小平访美与航天“亲密接触”
“863计划”让载人航天工程重新启动
神舟,从中南海起航
“中国飞船就是中国飞船 ,不是联盟号”
造出一艘跨越40年发展历史的飞船
争分夺秒铺就一条飞天“高速公路”
神舟一号:发射一波三折
神舟二号:发射火箭磕伤了
神舟三号:插座故障推迟发射计划
神舟四号:挑战低温极限
神舟五号:杨利伟飞天圆梦
神舟六号:航天英雄携手出征
神舟七号:太空出舱行走
天宫一号:太空里的个“中国家”
神舟八号:一场惊险的太空“约会”
神舟九号:中国航天员首次入住天宫
神舟十号:十全十美
天宫二号与神舟十一号:再造太空“新家”
中国空间站:2020梦想触手可及
第五章 中国航天员“全家福”
首批预备航天员未了的航天梦
从优秀飞行员中选航天员,淘汰率99%
走进神秘的航天员大队
独具特色的中国航天员中心
没有人知道加加林的师傅是谁
天上的功夫地上练
吴杰、李庆龙 :未能上天也是英雄
杨利伟:中国太空“人”
费俊龙:太空归来“中国龙”
聂海胜:将军出征圆梦太空
翟志刚:浩瀚太空印下中国足迹
刘伯明:骑单车骑出飞天路
景海鹏:如果没有梦想,灵魂就会“失重”
刘旺:在太空给妻子“唱情歌”
刘洋:中国首位飞天女航天员
张晓光:中国首位太空课堂摄像师
王亚平:中国首位太空教师
陈冬:创造中国太空飞行长纪录
军礼,中国航天员独特的“精神密码”
第六章 嫦娥探月梦想成真
阿姆斯特朗的 “一小步”,人类的“一大步”
一角月岩 ,成为中国探月的起点
错过大航海时代的我们 ,还有什么理由错过大航天时代
14亿元 ,修出一条38万千米的奔月路
中国嫦娥首次成功牵手月球
嫦娥一号:“看”遍月球的每一寸土地
嫦娥二号:飞得更快、靠得更近、看得更清
嫦娥二号:再次刷新“中国高度”
嫦娥三号:携带“玉兔”奔月宫
“嫦娥”成功落月 ,“玉兔”信步虹湾
“探路小兵”拿到中国首张探月 “返程票”
实现载人登月还需迈过“三道关”
第七章 中国北斗闪耀苍穹
无心插柳,产生了一个伟大的推论
双星定位为北斗计划奠基
造一辈子中国“星”的北斗总设计师
六年磨一“星”,北斗问天惊世人
迎头追赶,北斗导航覆盖亚太地区
打通后一千米,北斗加速进入百姓生活
加快走向世界,2020中国北斗覆盖全球
四分天下,北斗之路任重道远
尾声·不忘初心,逐梦前行
参考文献
引子
岁月流逝,歌声依旧
在神州大地上,什么样的乐曲动人?
闭上眼睛,听——
“东方红,太阳升……”
48年前,这乐曲声,伴着嘈杂的电波,从遥远的太空传来,时强时弱,时断时续,缥缈而神秘。
48年前,这乐曲声,打动了整个中华民族,拨动了千千万万华夏儿女的心弦,让她们心潮澎湃。
乐曲声响起的这一天,历史永远铭记——1970年4月24日,中国成功发射颗人造地球卫星东方红一号,成为继美国、苏联、法国、日本之后世界上第5个具备独立发射卫星能力的国家。
这一天,当《东方红》的动人旋律,在茫茫太空响起,整个世界震惊了——
奇迹!简直是个奇迹!他们瞪大了眼睛,心中不禁画出这样一个巨大的问号:中国,这个刚从积贫积弱中站立起来的国家,这个还没有完全解决温饱的国家,究竟是靠什么来“放飞”卫星的?
这一天,当《东方红》的质朴音符,在如织繁星间跳跃,整个神州大地沸腾了——
从北京天安门广场到西藏拉萨布达拉宫,从延安宝塔山下到上海黄浦江畔,从湘江之滨到天山脚下,东方红一号卫星成功发射的消息,像春风一样,吹遍了960万平方千米国土之上的每一个角落。
这一天,每一座城市、每一处街道、每一个村庄,人们都情不自禁,满心欢喜地跟着广播、喇叭哼吟着那相同的旋律:“东方红,太阳升……”
这乐曲声,凝结着“中国智慧”——
中国,世界四大文明古国之一,创造的“四大发明”持续推动着整个世界文明向前发展。可到了近代,这个古老的东方国度沦落了。在西方列强的眼中,这里成了愚昧、落后的代名词。
一个新的时代来临了。这首从中华民族胸腔中“吼”出的乐曲,响彻寰宇,让西方那些依旧带着偏见、傲慢的头脑,再一次清醒地认识到中华民族的无穷智慧。这一次,在世界科技发展的大潮中,中华民族勇敢地屹立潮头 !
这乐曲声,汇聚着“中国力量”——
这,是继原子弹、氢弹爆炸之后中华民族又一“惊世之作”。这一伟大“作品”是诠释社会主义制度优越性的生动载体。世界上没有一个国家,可以像中国这样,在如此艰难情况下,倾举国之力,万众一心,众志成城。
自豪、自信、自强,洋溢在每一个国人脸上。这舒缓轻快的乐曲声再一次告诉世界:中华民族真正站起来了,那个曾经备受西方帝国主义蹂躏的“东亚病夫”已成为历史。中华民族依靠自身力量,能做成任何想做的事。这力量,就是中华民族自强不息的“腰杆子”。
这乐曲声,浓缩着“中国梦想”——
飞天,对于中华民族来说,既是一个流传千年的传说,又是一个探索已久的梦想。这一刻,当东方红一号卫星遨游苍穹,当那动人的歌声回响太空,中华民族在探索太空的征程中,迈出了关键性的一步。
这歌声如号角,开启了中华民族“飞天梦”的大幕。
这歌声如战鼓,擂动着青春中国,擂动着广大航天科技人员的心,以“醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回”的豪迈和决心,一往无前,投入到中国航天事业之中。
光阴荏苒,岁月如梭。在悠扬歌声中,中国航天从零起步,至今已走过60年了;从颗人造卫星“东方红”升空,至今已走过了48年。
一颗,二颗,三颗……伴随着长征火箭的呼啸声,“中国星”如今已闪耀苍穹。
从颗返回式卫星到颗风云气象卫星;从中继卫星到高分一号卫星……茫茫太空轨道上,“中国星星”发出耀眼的光芒,造福着亿万同胞。2016年,北斗导航卫星系统已覆盖亚太地区,下一步将实现全球覆盖。“中国星”将成为世界“星”,造福全球。
一步,二步,三步……在世界的注视下,中国航天的飞天脚步越来越快,触摸太空的高度越来越高。
从神舟飞船首次升空到航天员杨利伟首次飞天;从天宫一号成功发射到航天员王亚平太空授课,中国载人航天以“不可思议的速度”,演绎着中国航天史上一个又一个经典传奇。
从载人航天到嫦娥探月,再到火星探测,中华民族以“前所未有的澎湃动力”,不断刷新着中华民族的飞天高度,不断创造着世界航天史上一项项新的纪录。茫茫太空里,有了挂着“中国结”的“中国家”。寂寞月球上,有了挂着五星红旗的“中国印迹”。
中国航天,60年峥嵘岁月,从无到有、从有到强,每一次发射都传递着“中国精神”,成为大国“名片”。
中国航天,60年辉煌成就,从近地轨道到月球再到火星,每一次探索前进诠释着“中国创新”, 让千年孜孜以求的“飞天梦”正在成为现实。
航天梦,中国梦。国家主席*在 2017年新年贺词中这样说道:“……2016年,‘中国天眼’落成启用,‘悟空’号已在轨运行一年,‘墨子号’飞向太空,神舟十一号和天宫二号遨游星汉……”在这篇仅仅只有1402个字的新年贺词中,中国航天取得的成就“所占的篇幅之大”,凸显了中国航天在*主席和国人心中的地位之重!
60年,一个甲子,对于一个人的生命来说,这是一段不短的时间。可对于一项伟大的事业来说,60年,只是挥手一瞬。
目标仍在前方。对于中国航天来说,60 年,只是一个新的起点!
创新为桥,梦想成真。岁月流逝,歌声依旧。
2016年4月 24日,东方红一号卫星升空46年后的这一天,“中国航天日”诞生。
这一天,东方红一号卫星依旧遨游在太空之中。不知道,年迈的它,是否还能听到华夏儿女的呼唤?
这一天,《东方红》的每一段旋律依旧回荡在亿万国人心间,每一个音符依旧跳动在中国航天人的热血之中。
哼吟着这乐曲声,中国航天人的目光已投向更高、更遥远的地方。
寻觅着这乐曲声,驻足凝望中国航天这些年走过的路,我们不禁在想——
一路风雨,一路坎坷,究竟是什么样的“坚强脊梁”铸就了中国航天这伟大的事业?
让我们一起回顾这段史诗般的传奇!
中国“星”:闪耀苍穹造福民生
在日常生活中,对你来说,什么是不可缺少?
有的年轻人会回答:手机;有的年轻人会回答:网络;还有的会回答:电视……
其实,他们离不开的是“卫星”——因为没有卫星的技术支持,无论是手机还是电视,无论是出行所用的“滴滴打车”还是无所不能的“行车导航” “美食导航”等等,都会瞬间失去所有的功能,它们都会变成毫无用处的废物。
卫星,“挂”在太空,看似距离很远。其实,卫星早已渗透到我们国家建设和社会发展的方方面面、角角落落。尤其在今天这个信息时代,我们每一个人的美好生活需要,都离不开卫星的科技支持。
200 多年前,德国先哲康德说:“世界上有两样东西,深深震撼着人们的心灵, 一是我们头顶灿烂的星空,二是我们心中崇高的道德准则。”
200 多年后的今天,我们仰望头顶的天空,中国“星”闪耀苍穹,照射神州大地,造福民生。现在,让我们一起把目光投向遥远的太空,“近距离”去看看那些对我们生活至关重要但又被我们所忽视的那一颗颗中国“星”。
风云卫星:
太空揽风云,服务千万家
1988 年 9 月 7 日,一个平凡的日子。
与往常一样,晚上 7:30 中央电视台新闻联播之后,《天气预报》节目准点播出。在普通老百姓眼中,这一幕并无什么不寻常之处。
可对于国家气象局工作人员来说,这一幕让他们自豪不已、心潮澎湃——因为今晚中央电视的气象预报,用的是我们自己的气象卫星风云一号发回的云图。
这一天的清晨 5 点 30 分,我国颗气象卫星风云一号在太原卫星发射中心升空 。当天 7 时 9 分,国家气象局卫星气象中心资料处理系统的图像终端上,风云一号卫星从太空发回的幅云图照片。当天晚上,风云一号卫星发回的气象图片就出现在全国电视观众面前。
这一天,对于我国气象工作来说,是具有划时代意义的。在此之前,我们主要通过获取美国极轨气象卫星和日本的静止轨道气象卫星获取相关气象资料。只有当它们的卫星飞经我国本土上空时,我们才能接收到反映我国短期天气的数据资料。如今,这一切都成了历史。从一天起,中国终于拥有了自己的气象卫星,气象预报工作从此不必再受制于人了。
我国气象卫星的研制,起步并不算晚。
1960 年 4 月 1 日,美国发射了世界上颗气象卫星“泰罗斯 -1”,人类从此进入了气象卫星时代。
气象卫星是一种投资小、效益大的应用卫星。据统计,美国过去每年因恶劣天气造成的损失约达 100 亿美元 , 利用气象卫星改进天气预报后,每年减少损失 50 亿美元,是气象卫星每年投资的 25 倍。
我国是世界上自然灾害严重的国家之一,自然灾害种类多、频率高、范围广,所造成的损失十分严重。“要搞我们自己的气象卫星!”1969 年 1月 29 日,周恩来总理高瞻远瞩地提出了这一目标,并于 1970 年 2 月批准下达了研制气象卫星的任务。1972 年 3 月,气象卫星研制被正式纳入国家计划。
然而,诸多原因,气象卫星研制多年停滞不前。
20 世纪 80 年代改革开放,国家经济建设和社会发展的强大需求,把气象卫星研制工作推上了“快车道”。任新民、孙家栋等人先后挂帅,带领广大航天科技人员锲而不舍地攻关,奋起直追,用自主创新创出了一条路。
风云一号卫星是个重 750 千克、高 1.2 米、长宽各为 1.4 米的方匣子,通体银光闪闪。风云一号卫星 102 分钟便绕地球一圈,扫描 2800 千米宽的地带,12 小时将地球覆盖一遍。风云一号的上天是我国气象事业现代化的重要标志,中国由此成为是继美、苏之后第三个拥有极地轨道气象卫星的国家。
风云二号——我国第二代气象应用卫星,于 1997 年 6 月 10 日 20 点 01分发射升空。与 1988 年和 1990 年发射的 2 颗风云一号极地轨道气象卫星不同,风云二号是地球静止轨道气象卫星。它的视野更为广阔,能覆盖以我国为中心的约 1 亿平方千米的地球表面,可以观测和提供我国及邻国的云图、温度、水气、风场等气象动态,对准确进行中长期天气预报和灾害预报,具有十分重要的作用。
风云三号——我国新一代极地轨道气象卫星,2008 年 5 月 27 日上午 11时 02 分成功发射。2 年之后,第二颗风云三号气象卫星升空。5 年之后,第三颗风云三号气象卫星顺利进入预定轨道。
风云三号气象卫星是我国第二代极地轨道气象卫星,可在全球范围内实施全天候、多光谱、三维、定量探测,主要为中期数值天气预报提供气象参数,并监测大范围自然灾害和生态环境,同时为研究全球环境变化、探索全球气候变化规律以及航空、航海等提供气象信息。三颗卫星组网后,观测数据更新时效由现在的 12 小时缩短为 6 小时,大幅提高我国气象观测能力和中期天气预报能力。
风云四号气象卫星,于 2016 年 12 月 11 日零时 11 分发射升空。风云四号,是我国新一代静止轨道气象卫星的首发星,整体性能达到甚至超越欧美一代静止轨道气象卫星的水平,一举实现我国卫星技术从“跟跑并跑”向“并跑领跑”的重大跨越。
风云四号卫星到底有多牛?
它能1秒钟拍 500 张闪电图,探测区域范围内的闪电频次和强度,在国内首次提供闪电预警;在距离地球36000千米的高空,对地球上的风云变幻“明察秋毫”,精准地看到地球上任何想看的地方,并在拼接图像时做到零误差;设计寿命长达 7 年,可实现对地球 24 小时“凝视”,能每3分钟对台风区域进行观测……
风云四号卫星工程总指挥于新文说:“风云四号 01 星突破了一个世界性的难题,解决了多个仪器同时工作所产生的相互干扰问题,成功地将四大类载荷安装在同一个卫星平台上,在世界上首次实现了对大气的多手段综合观测。”
2017 年 2 月 27 日,国防科工局、中国气象局联合发布了风云四号气象卫星获取的首批图像与数据。此举表明,风云四号卫星与地面应用系统协调匹配、工作正常,标志着我国静止轨道气象卫星成功实现了升级换代。
据国防科工局总工程师、国家航天局秘书长田玉龙介绍,风云四号卫星作为我国航天科技自主创新的新成就,实现了多项重大技术突破,与代卫星观测系统相比,观测的时间分辨率提高了1倍,空间分辨率提高了6倍,大气温度和湿度观测能力提高了上千倍,整星观测数据量提高了160倍,观测产品数量提高了3倍。
如今,我国已成功发射 15 颗气象卫星(8 颗卫星在轨运行),成为世界上继美国、俄罗斯之后,第三个同时拥有极地轨道和静止轨道气象卫星且同时在太空运行的国家,形成了“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的业务格局。
几十年来,经过航天科技工作者和气象科技工作者的不懈努力,风云系列卫星走过了从无到有、从小到大、从弱到强的发展之路。如今,风云系列卫星为全球 70 多个国家和地区、国内超过 2500 家用户提供服务,为多个行业和领域应用提供重要支撑。
风云气象卫星究竟能做哪些事?
中国气象局有关工作人员介绍,气象卫星承担着四大任务:首先是日常的天气预报,如温度、湿度、降水情况等;其次是监测大范围气象及其衍生自然灾害和生态环境变化,比如冰雪面积、大雾笼罩区域、干旱的范围等;第三是监测全球环境变化,为研究全球气候变化规律、气候诊断和预测提供地球物理参数;第四是为航空、航海、农业、林业、海洋、水文等国民经济多领域提供全球及区域的气象信息。
如果这样介绍风云气象卫星,你可能对它留不下深刻的印象。现在,换一种方式来介绍对我们生活来说极其重要的风云气象卫星——
自 1988 年开展火情监测以来,国家卫星气象中心每年向森林、草原防火部门提供数以万计的火点信息,对历次重大火情都进行全程监测服务。2011 年 2 月 28 日,风云三号 A 和 B 双星携手,分别在 12 时和 14 时卫星过境时,监测到了发生在云南丽江的火情,有关火情情况及时传送到有关部门,对扑灭大火发挥了重要作用。
自 1998 年风云二号气象卫星投入运行以来,截至 2015 年底,对登陆或影响我国的 168 个台风监测实现了全覆盖、无一漏网,对减少台风造成的人员伤亡和财产损失起到至关重要的作用。
2003 年的淮河特大洪涝灾害、2006 年的大兴安岭特大森林大火、2008年初的低温雨雪冰冻天气、2009 年发生的南方特大干旱灾害……这些年来,每一场自然灾害发生时,高悬苍穹的风云气象卫星都帮了我们的大忙。
从北京奥运会到中华人民共和国成立 60 周年国庆,从上海世博会到广州亚运会,从汶川和玉树特大地震到舟曲泥石流……这些举世瞩目重大任务的完成,风云卫星的气象保障功不可没。有关专家表示,风云气象卫星在我国民用遥感卫星中效益发挥好、应用范围广。初步估算,气象卫星投入产出效益比超过 1 : 40。
这些年,除了服务本国,风云气象卫星的效益已超出国界,成为造福全人类的工具。据悉,接收风云气象卫星资料的国家和地区有近百个,美国、欧洲、澳大利亚、日本、新加坡、马来西亚、越南等国家和地区的气象、环境部门、大学和科研院所,都接收和利用我国的风云卫星资料。
我国风云系列气象卫星,现已形成与美国、欧洲气象卫星三足鼎立的局面。目前,东半球的气象预报主要靠我国的气象卫星提供相关资料。世界气象组织已将风云系列卫星纳入全球业务应用气象卫星序列,我国风云气象卫星已成为全球综合地球观测系统(GEOSS)的重要成员,与欧美气象卫星一起,形成了对地球大气、海洋和地表环境的观测网。
2016 年 7 月 4 日, 国家国防科技工业局与中国气象局联合召开的风云卫星发展研讨会。新闻发布会上,国防科工局副局长吴艳华对外界宣布,到 2025 年我国规划了 14 颗大气观测卫星,包括风云二号卫星 1 颗,风云三号卫星 4 颗,风云四号卫星 3 颗,降水测量雷达卫星 2 颗,晨昏轨道卫星、静止轨道微波探测卫星、高精度温室气体综合探测卫星、大气环境监测卫星各 1 颗。
掌控全球风云,服务社会万家——2030 年前,我国风云气象卫星将实现第三代太阳同步和静止气象卫星的组网观测,形成全球观测系统。
在浩瀚的星空中,风云气象卫星就是我们中国人的太空“千里眼”。有了这些太空“千里眼”,相信不久的将来,神州大地乃至全球上空的风云,对于国人来说不再“莫测”。
“明天的天气怎么样?”“雾霾指数高不高?”“适不适合户外运动……”
今天,当我们轻松用手机查询天气动态时,朋友们,请不要忘记天上的风云卫星,更不要忘记 40 多年来为风云卫星事业付出汗水和青春的那一代代航天科技人员!
海洋卫星:
剑指苍穹,九天瞰海
2012 年 9 月 11 日,中央电视台在 13 时 57 分播发了钓鱼岛附近海域海洋环境预报。19 时 30 分新闻联播后,播发了钓鱼岛及周边海域天气预报。
从这一天起,钓鱼岛及附近海域的自然界风云变幻、潮起潮涌都进入中国公众的视野。多家外电发表评论:这一行为 “不仅是普通的海洋环境预报,而是中国宣布钓鱼岛领海基线后宣示主权的又一举动”。
这一事件,是中国海洋卫星的“杰作”。这一事件,也是中国海洋卫星在国人面前的“高光亮相”。
小时候,人们问我们:祖国有多大?
我们都会脱口而出:960万平方千米。长大了,我们发现这一答案其实不准确的:因为我们把祖国的“蓝色国土”遗漏了。
我国拥有1.8万千米大陆海岸线、200多万平方千米浅海大陆架、6500多个岛屿和 300万平方千米的管辖海域面积,拥有丰富的生物资源、港口资源、矿产资源、油气资源和旅游资源。
然而,很长一段时间,我们对海洋忽视了。忽视了海洋,自然会忽视对海洋卫星的研制和发射。
1978 年,美国发射了世界上颗海洋卫星。此后,日本、加拿大、俄罗斯及欧盟国家相继发射了海洋卫星。
海洋覆盖着地球表面面积的 71%,世界各国为更有效地开发、利用和保护各自的“蓝色国土”,大力发展和应用海洋卫星这项空间技术,探测和巡视海洋。
海洋卫星遥感是其他海洋调查观测手段所不能替代的。美国颗实验型海洋卫星,在其 105 天的有效运行中,所获得的全球海面风向风速资料,相当于 20 世纪以来所有船舶观测资料的总和。
与世界相比,我国海洋卫星的研制起步较晚,但起点高,脚步快。
2002 年 5 月 15 日,我国颗海洋卫星海洋一号 A 从太原卫星发射中心升空。中国从此结束了没有海洋卫星的历史,标志着我国在海洋卫星遥感领域已开始迈入世界先进国家的行列。
2007 年 4 月 12 日,海洋一号 B 卫星成功发射。海洋一号B卫星总指挥兼总设计师白照广介绍,与海洋一号A相比,海洋一号B由于寿命延长、性能提高,整星提供的信息量增加了3倍以上,探测区域可覆盖全球,使用价值成倍增长。海洋一号 B 卫星成功运行,标志着我国海洋卫星和卫星海洋应用事业向系列化和规模化方向又前进了一大步,我国以舰船、浮标、岸站和卫星为基础的海洋立体监测系统从此迈上了一个新台阶。
2011 年 8 月 16 日,海洋二号——我国颗海洋动力环境观测卫星,在太原卫星发射中心升空。据国防科工局有关负责人介绍,海洋二号卫星具备全天候、全天时、全球连续探测风、浪、流、潮及温度等海洋动力环境信息的能力,将进一步完善我国海洋立体监测体系,带动航天和海洋事业的发展。同时,打破了西方国家对海洋动力遥感数据的垄断,增强我国在这一领域的国际竞争力。
海洋二号技术突破,让世界为之一惊:其卫星精密定轨精度达到2至3厘米,我国海洋卫星的测定轨技术从几十米到厘米级的大跨越。这意味着,我国用三四年走过了国际上三四十年的发展道路,一举达到国际领先水平。
更让世界同行吃惊的是,实现海洋二号卫星一系列技术突破的攻关团队如此年轻——
总设计师张庆君在立项时只有 38 岁。各分系统主任设计师立项时平均年龄 36 岁,其中综合测试主任设计师 29 岁,载荷主任设计师 31 岁。整个研制队伍中“80 后”占到 43%。
剑指苍穹,九天瞰海。中国海洋三号卫星预计 2019 年发射。国家卫星海洋应用中心有关负责人介绍说,2020 年前,我国将发射 8 颗海洋系列卫星,形成对我国全部管辖海域乃至全球海洋水色环境和动力环境遥感监测的能力。
按照《陆海观测卫星业务发展规划》,这 8 颗海洋卫星包括 4 颗海洋水色卫星、2 颗海洋动力环境卫星和 2 颗海陆雷达卫星。在形成对我国全部管辖海域乃至全球海洋水色环境和动力环境遥感监测能力的同时,也将加强对我国黄岩岛、钓鱼岛及西沙、中沙和南沙群岛全部岛屿附近海域的监测。
高分卫星:
“天眼”看地球,“慧眼”识九州
2014 年 3 月 8 日,一个黑色的日子。
马航 MH370 客机神秘地消失在茫茫夜色之中,包括 154 名中国公民在内的 239 条生命生死未卜,令人揪心。
为了寻找失联的马航 MH370 客机,全世界相关国家都动起来。在这一场史无前例的国际大搜寻中,中国调动高分一号等 21 颗卫星对疑似海域进行观测,并向 25 国通报了有关情况。
澳大利亚方面在马航搜救任务进展的新闻发布会上表示:中国高分一号等卫星拍摄的图片“非常有价值,对于搜救工作很有帮助”。
一个月之后的 4 月 17 日,在第 31 届空间与重大灾害国际宪章理事及执行秘书会上,中国高分一号卫星、风云三号 C 星正式成为宪章值班卫星。中国高分一号卫星由此成为世界卫星舞台上引人注目的“明星”之一。
2014 年 8 月 3 日,云南发生地震。抗震救灾中,高分一号卫星再次大显身手,对震区进行了紧急观测,帮助抗震救灾工作的顺利推进。
当电视、网络等媒体上不断曝光高分一号卫星时,许多人们对高分一号卫星的“身世”了解不多,对高分卫星家族的情况更是知之甚少。
2013 年 4 月 26 日,高分一号卫星在酒泉卫星发射中心发射升空。高分一号卫星是我国首颗考核寿命大于 5 年的低轨遥感卫星,开启了我国对地观测的新时代。作为“太空摄影师”,高分一号卫星的“眼睛”可看到地面上自行车,4 天能把地球完整看一遍。
高分一号卫星是我国重大科技专项高分辨率对地观测系统的首发星。高分辨率对地观测系统工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》确定的重大专项之一。专项工程由天基观测系统、临近空间观测系统、航空观测系统、地面系统、应用系统等组成,计划“十二五”期间发射 5 至 6 颗观测卫星,目标是建成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的对地观测系统。到 2020 年,高分辨率对地观测系统与其他观测手段相结合,将形成具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的稳定运行系统。
当人们还在为高分一号卫星神奇“眼睛”赞叹时,高分二号接着又发射升空了——
2014 年 8 月 20 日,长征四号乙运载火箭托举高分二号卫星进入预定轨道。
高分二号的“眼睛”更锐利,对地观测卫星分辨率可精确到 1 米,在轨测试期间,为云南鲁甸地震、景谷地震,四川康定地震,智利地震,印度泥石流以及北京 APEC 会议等重大事件提供了有效的服务支撑。
2015 年 12 月 29 日,作为我国航天发射“十二五”任务收官之战,高分四号卫星在西昌卫星发射中心升空。
高分四号是目前世界上“视力”的高轨遥感卫星,能获取 50 米分辨率可见光、400 米分辨率中波红外遥感数据。通俗点说,在距地约 36 000千米的地球同步轨道上,高分四号的“大眼睛”,能看见大海里航行的油轮。目前,国际上高轨遥感卫星空间分辨率大多为数百米,甚至数千米。
这样一颗复杂“天眼”,是什么样的团队研制出来的?
人们很难想象,这支高水准研制团队平均年龄仅 31 岁,年轻的他们仅用了4年多的时间攻关,就研制出了高分四号。
高分卫星“三兄弟”携手,构成一个相互补充的高效观测体系。中国航天科技集团科技委副主任、高分四号工程总师于登云:“如果说高一、高二是在低轨绕地球运行——巡地、细看,高四则是在高轨,相对地球静止驻留凝望。它可以对某一目标区域持续观测,时间分辨率高。不像绕地卫星隔数小时、数天才能重访同一观测区域。”
2016 年 8 月 10 日,高分三号卫星在太原卫星发射中心成功发射。作为高分专项“天眼工程”中一颗“雷达星”,高分三号卫星的本领,更是让人惊叹。
首先,它是一颗能穿透黑夜浮云的“蝙蝠”星——与“高分家族”的其他几颗光学遥感卫星相比,特点就是有全天时、全天候的成像能力,无论白天或黑夜、晴空或雷雨多云,都可以随时对地成像。据统计,我国约70% 的灾害是地震、洪涝和泥石流等。在出现台风、风暴潮、地震、滑坡、洪涝等自然灾害时,往往伴随恶劣天气,光学遥感卫星难以完成探测工作,“目光”再犀利也往往威力大减。“高分三号能穿透云、雾、雨、雪、霾等进行微波成像,迅速为灾区提供手图像信息。”国家海洋局国家卫星海洋应用中心主任、高分专项应用系统副总师蒋兴伟说。
其次,它是一颗“多变星”——高分三号是世界上成像模式多的合成孔径雷达(SAR)卫星,具有 12 种成像模式。它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式,而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换,既可以探地,又可以观海,达到“一星多用”的效果。据中国科学院电子所高分三号卫星系统载荷副总师禹卫东介绍,高分三号的空间分辨率是从 1 米到 500 米,幅宽是从 10 千米到 650 千米,不但能够大范围普查,一次可以宽看到 650 千米范围内的图像;也能够清晰地分辨出陆地上的道路、一般建筑和海面上的舰船。
第三,它是一颗“长寿星”——在轨设计寿命8年,比我国以往卫星3到5年的寿命长得多,与国际上遥感卫星6到7年半的寿命比,也处于领先。
“天眼”看地球, “慧眼”识九州。高分卫星的应用领域非常广,国土调查、环境保护、应急救灾、资源开发、农业估产和城镇规划都是它的“舞台”。如今,高分卫星家族正在悄然地改变着我们的生活:
——可以大幅提高国土调查的精度和效率,及时有效地对国土资源进行跟踪监测;可在同一时间对大面积范围进行环境监测,判别同一时间多个城市雾霾状况。
——我国正在快速城镇化进程中,高分卫星可用数据说话,为科学规划城镇化提供支撑。每年度,国土资源部约有 1900 万平方千米的高分数据需求。高分卫星数据逐步替代了近 80% 的国外同等分辨率卫星数据。
——高分卫星能“敏锐”发现哪里有人违规开采矿山。2015 年,利用高分卫星数据开展了 192 个重点矿区动态监测,效果显著;高分四号的“凝视”实时观测能力,有望在林业火灾预警、发现、扑救中发挥重要作用,因为它能持续监测火情变化。
目前,高分专项应用推广全面启动,21 个省级行政区域已建立高分数据与应用中心,在国土、环境、测绘、农业、林业等行业应用中取得了重要应用成果。
量子卫星:
领跑世界,改变未来
2017 年 1 月 18 日,中国航天又一个值得铭记的日子——
这一天,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成 4 个月的在轨测试任务后,正式交付用户单位使用。
2011 年立项, 2016 年发射,2017 年初交付使用, “墨子号”量子卫星从设计图纸变成现实,仅仅用了 6 年的时间。这一速度,令世界惊讶。
“过去我们的科研跟跑的时间太久了,很多人甚至认为好的东西都得跟在欧美后面才合理,这种感受很不好。这就是我们取名‘墨子号’的原因。”量子科学实验卫星首席科学家潘建伟院士说。墨子早用实验证明光沿着直线传播,提出粒子概念和牛顿惯性定律的雏形,因此被称为“科圣”。“我们想用名字提醒大家,中国人也可以做很好的科学。从前有,现在有,将来会有更多。”
由于量子通信和量子计算的巨大前景,各个大国都在竞相发展相关技术。欧盟 2016 年4月宣布,投入 10 亿欧元支持量子技术,这是欧盟继石墨烯和脑科学之后的第三个旗舰型科研项目。该项目领导者之一、德国整合量子科学和技术中心负责人托马索·卡拉尔科说,在欧盟确定头两个旗舰项目时,量子技术入选的时机不如现在成熟。因为那是在斯诺登揭露美国的大规模监听活动之前。现在欧洲希望有更具保密性的通信技术。
美国白宫也在 2016 年 7 月底发布官方博文,援引美国国家科技委员会7月提出的报告《推进量子信息科学:国家的挑战与机遇》,建议加大对量子信息科学的投入。实际上,美国多个政府部门如国防部、航天局、国家标准与技术研究所(NIST)等早就对量子信息技术研究大量投入。在过去 10 余年间,NIST 在量子调控和量子信息领域产生了5名诺贝尔物理学奖获得者。
许多高科技公司也在量子技术方面大量投入。如谷歌与美国航天局、加利福尼亚大学圣巴巴拉分校联合成立了量子人工智能实验室,并推出了量子计算机开发计划;2014 年,IBM 宣布将于随后 5 年内在以量子计算技术为重点的一些领域投入 30 亿美元;还有一些相对较小的科技公司也崭露头角,比如 Battele 公司正在运行美国个商业化的量子密码通信网络。
“我相信量子技术在 21 世纪的重要性可与 20 世纪的曼哈顿计划相比。”中科院量子卓越创新中心主任、中国量子卫星项目首席科学家潘建伟院士说,量子技术可能像曼哈顿计划造出原子弹那样改变世界格局。
这场世界性新一轮的科技竞赛中,中国捷足先登,“领先了其他国家一步”。2016 年底,墨子号量子卫星和人类首次探测到引力波等重大成果,入选知名学术期刊《自然》点评的年度国际重大科学事件。
如今,墨子号量子卫星已经在世界上首次建立了天地一体化量子通信实验测试平台,具备了开展空间量子科学实验的条件。潘建伟院士介绍,目前研究团队正在有条不紊地开展相关科学实验工作,已获取了初步的实验数据。研究团队对顺利完成星地量子密钥分发实验、广域量子密钥应用演示实验、星地双向量子纠缠及地星量子隐形传态实验全部预先设定的科学实验任务充满信心。
根据我国量子通信发展规划,量子卫星发射以后,2017 年底建成“量子通信京沪干线”,国内初步形成广域量子通信体系。到 2030 年左右,中国率先建成全球化的量子通信网络。
2017 年6月,国家发改委印发的《长江三角洲城市群发展规划》,也为量子通信的实用化勾勒了蓝图。其中提出,加快城市群主要城市域量子通信网构建,建成长三角城市群广域量子通信网络。积极建设“量子通信京沪干线”工程,推动量子通信技术在上海、合肥、芜湖等城市使用,促进量子通信技术在政府部门、军队和金融机构等应用。
“随着中国科技的迅猛发展,我相信量子通信卫星将在 10 年左右时间辐射千家万户。期盼在我有生之年,能亲眼看见以量子计算为终端、以量子通信为安全保障的量子互联网的诞生。”潘建伟院士自信说,“我相信中国科学家们做得到。”
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