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2021年即将结束,在过去这一年里,中国航天有哪些成果?

时间之河日夜奔流不息,转眼间2021年即将走向尾声

在这一年,有许多事在我们的生命沙滩中留下了痕迹,或喜或悲,虽然对宇宙而言这只是刹那的瞬间,但即便地球如尘埃般渺小,蓝色星球上的人类也在这一年又向宇宙迈进了一步,虽然缓慢,但从未停止脚步。

现在我们来看看这一年中,人类为探索宇宙作出了哪些努力。

毅力号登陆火星

在太空中旅行了将近七个月后,毅力号成功于北京时间2021年2月19日凌晨4点55分左右,在火星的杰泽罗陨石坑内着陆。这次的着陆过程颇为壮观,着陆器分为两个部分,上面是一个”空中吊车”,拥有八个反推火箭,毅力号则被悬挂在吊车下方。在着陆的最后阶段,火箭发动机启动,利用反推力降低速度,释放毅力号后火箭独自飞走坠毁。

此次任务耗资24亿美元,旨在利用毅力号火星探测器去寻找火星存在过生命的证据。根据研究,降落点杰泽罗陨石坑在远古时期曾存在一处湖泊和一处河流三角洲,毅力号将在此进行研究的工作,并采集相关火星样本。

4月22日,毅力号成功将火星大气中的部分二氧化碳转化为氧气,创下了历史记录。其中的MOXIE装置利用电和化学方法,把二氧化碳分子中的碳原子和氧原子进行了分解,产生了一名正常活动的宇航员十分钟所需的氧气量。如果未来能够制造出效率更高的MOXIE设备来转化氧气,或许在火星上建立居住地不再是空谈。

中国首个火星探测车成功登陆

2020年7月23日,携带了火星探测车的长征五号遥四运载火箭发射升空,5月22日10时40分,中国首辆火星探测车成功登上火星,驶离着陆平台,开始巡视探测。该探测车经过命名征集后最终采用了“祝融”。

祝融在中国的传统文化里是最早的火神,象征火照耀大地,带来光明。“祝融”号火星探测车则意味着我国点燃了星际探测的火种,指导航天人不断超越自我,奔向星辰大海。

祝融号相较于其他火星探测车,它的移动能力更强大,6个车轮都可以独立驱动,具备蟹行运动能力,可以灵活避障以及进行大角度爬坡。火星地势复杂,一旦陷入坑中失去行动能力,任务也基本宣告失败。

所以更强的移动能力代表着更长的使用寿命。未来它将巡视火星地形,探测大气成分,进行水源探查,为以后移居火星打下基础。

人造太阳运行创新纪录

5月28日,有中国人造太阳之称的超导托卡马克核聚变实验装置取得了新的突破,创下了1.2亿摄氏度运行101秒和1.6亿摄氏度运行20秒的世界新纪录。

我们目前赖以生存的石油和煤炭都是一次性能源,在百年之后将会消耗殆尽。而地球万物生长所需要的光和热,都来自于太阳核聚变后释放的能量。如果我们能够在地球再创造一个“太阳”,那么能源就是取之不尽用之不竭的了。

人造太阳就是一个可控核聚变装置,利用超高温对氢元素进行聚变反应,而成功的三个要素就是温度足够高,粒子密度足够大,等离子体维持时间足够长。

托卡马克装置则是用磁约束来“盛放”聚变中的超1亿度的等离子体,我国的EAST是新一代全超导托卡马克核聚变实验装置,本次记录打破了先前韩国超导托卡马克实现的1亿度20秒运行时间。并且达到了之前的五倍,是一个前所未有的突破。

理论上亿度控制时间能够达到1000秒就可以投入正式使用了,虽然现在看来仍然任重道远,但在不断的突破下,总有一天会实现可控核聚变技术的应用,届时人类将拥有近乎无限的能源,实现生产力的大解放,同时也可以利用可控核聚变技术对外太空进行任意的探索。

中国首个空间站投入使用

近几年,太空中唯一还在使用的空间中只有2010年启用的国际空间站,并且也将在几年内达到使用年限。一旦退役,人类将陷入无空间站使用的局面。

4月29日,在海南文昌航天发射场,长征五号B遥2运载火箭搭载着中国空间站的核心组成部分――天和核心舱,在一声轰鸣中发射升空。5月18日,天和核心舱完成在轨测试运行,我国成为了世界上第三个拥有空间站的国家。

一个月后,天和核心舱迎来了它的首个载人任务。随着神舟十二号载人飞船入轨,天和核心舱成功与飞船进行了自主快速交会对接,与此前已经对接的天舟二号货运飞船共同构成了三舱组合体。本次的三名宇航员聂海胜、刘伯明、汤洪波在空间站顺利度过了两个月的太空生活,期间两次成功出舱。

10月16日,天和核心舱的第二批乘客也成功抵达,翟志刚、王亚平和叶光富将在中国空间站进行为期6个月的飞行任务。

羲和号发射成功 我国进入探日时代

在神州十三号载人飞船准备第二次进入月球空间时,我国的首个太阳探测科学技术试验卫星羲和号也在太原卫星发射中心成功升空。

此次的羲和号卫星运行与距离地面517公里的太阳同步轨道上,在这里每天对太阳进行24连续的观测,主要的科学载荷时太阳空间望远镜。它将首次实现对太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补以往太阳爆发源区高质量观测数据的空白

对太阳进行观测,可以降低或规避它对地球的不利影响。此前对太阳的探测主要是通过紫外线或X射线,主要观察太阳高层大气。而可见光波段的探测还是要基于地面望远镜,但地面上的可见光观测会受到地球大气扰动,导致分辨率较低,无法进行高质量数据收集。

羲和号的Hα波段探测可以对太阳的低层大气进行精准观察,获得太阳爆发时大气温度、速度等物理量的变化,为解决太阳爆发能量传输模型的问题提供重要支撑。

总体来看

2021年是中国航天大踏步前进的一年,在即将到来的2022年里,针对月球的嫦娥工程还会进步一推进,力争在2030年前完成载人登月,近地轨道上的国产空间站也将在2022年迎来第三批航天员,继续发挥自己的作用。

无论何时,我们的征途永远是星辰大海。