就在剛剛，神舟二十號載人飛船發(fā)射成功！
4月24日，搭載神舟二十號載人飛船的長征二號F遙二十運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。新華社記者 李鑫 攝
2025 年對中國航天而言是不平凡的一年。一方面，中國已開始實(shí)施空間站的常態(tài)化運(yùn)營，進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段；另一方面，今年中國航天還將在行星探測工程領(lǐng)域繼續(xù)推進(jìn)，發(fā)射天問二號探測器，對近地小行星實(shí)施樣本采集并返回，同時對主帶彗星實(shí)施伴飛探測?！疤靻枴毕盗凶鳛橹袊行翘綔y工程的探測器名稱，每一次任務(wù)都意義重大。天問一號首次探測火星就實(shí)現(xiàn)了“繞、落、巡”三大目標(biāo)，而此次小行星任務(wù)同樣將在一次任務(wù)中完成多個里程碑式的突破。
神舟二十號成功發(fā)射是中國載人航天工程穩(wěn)步發(fā)展的縮影。為滿足空間站建造和運(yùn)營需要，自神舟十二號任務(wù)開始，長征二號 F 火箭就采取“發(fā)射一發(fā)、備份一發(fā)”的滾動備份模式。這意味著，當(dāng)神舟二十號矗立發(fā)射場地，神舟二十一號已準(zhǔn)備就緒。這種模式不僅能在突發(fā)情況下快速組織力量應(yīng)對，也體現(xiàn)了飛船和火箭系統(tǒng)長期保持穩(wěn)定可靠的能力。
神舟二十號使用長二 F 火箭發(fā)射，這套星箭系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行了二十多年。圖片來源：成都日報
神舟二十號任務(wù)亮點(diǎn)
據(jù)神舟二十號載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會介紹，本次任務(wù)是空間站應(yīng)用與發(fā)展階段第 5 次載人飛行任務(wù)，也是中國載人航天工程的第 35 次飛行任務(wù)。
與神舟十九號任務(wù)相比，神舟二十號火箭系統(tǒng)進(jìn)行了二十余項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)，涵蓋制造工藝、數(shù)據(jù)傳輸、可靠性提升等方面。神舟二十號屬于新一批次的 6 艘飛船之一，其儀表面板更加現(xiàn)代化，元器件國產(chǎn)化率大幅度提高。航天員將在軌駐留約 6 個月，與神舟十九號乘組完成輪換。
神舟二十號乘組。圖片來源：CCTV
以半年為周期的在軌駐留已成為常態(tài)，這對航天員的身體和心理素質(zhì)提出了更高要求。進(jìn)入軌道后快速適應(yīng)失重環(huán)境，這就需要在平時的訓(xùn)練中更加嚴(yán)格要求自己。隨著空間站科研任務(wù)的拓展，載荷專家進(jìn)入空間站的頻次會增加，由于載荷專家主要從事空間科學(xué)研究，其對失重環(huán)境的適應(yīng)能力尤為重要。
在神舟二十號任務(wù)中，航天員將執(zhí)行出艙活動、貨物進(jìn)出艙、空間碎片防護(hù)裝置安裝，以及艙外載荷和和設(shè)備安裝與回收等任務(wù)。此前，目前仍然在軌的神舟十九號乘組已在 2025 年 1 月和 3 月的出艙任務(wù)中，為空間站關(guān)鍵部位安裝了防護(hù)裝置。神舟二十號任務(wù)再次強(qiáng)調(diào)這一操作，表明中國對空間碎片防護(hù)的高度重視。
神舟十九號乘組實(shí)施第三次出艙活動。圖片來源：CCTV
根據(jù)歐洲空間局空間碎片辦公室的數(shù)據(jù)，地球軌道上 10 厘米以上的空間碎片約有 3.6 萬個，1 厘米至 10 厘米的碎片約 100 萬個，1 毫米至 1 厘米的碎片高達(dá) 1.3 億個。
這些碎片不僅包括航天器殘骸，還有宇航員丟失的物件。例如，2023 年美國宇航局在艙外行走時不小心把工具包丟失在太空中，工具包內(nèi)裝有系繩、帶套筒的棘輪扳手等。這個白色的工具包當(dāng)時正在以每秒數(shù)公里的速度繞地球運(yùn)行，變成了太空垃圾，當(dāng)然也威脅到其他航天器的安全運(yùn)行。
由于這個工具包是白色的，在太陽光照射下非常明亮，以至于我們可以用簡易的雙筒望遠(yuǎn)鏡就觀測到它。根據(jù)天文愛好者的測算，其視星等大約為 6 等，亮度略低于天王星。
國際空間站艙外行走任務(wù)中丟失的工具包。圖片來源：NASA
載人航天向月球拓展
與載人登月相比，神舟系列任務(wù)主要定位在近地軌道，已持續(xù)十多年。
2023 年中國公布了載人登月的初步方案，計(jì)劃在 2030 年前實(shí)現(xiàn)載人登月，這意味著載人航天開始向月球方向拓展。為此，在接下來數(shù)年內(nèi)，我國科研人員將集中力量研發(fā)載人登月所需的長征十號火箭、新一代載人飛船、月面著陸器、載人月球車等關(guān)鍵裝備。
對于近地軌道上的空間站，中國航天將采取雙軌并行的發(fā)展策略：一方面持續(xù)完善空間站的常態(tài)化運(yùn)營體系，另一方面為載人登月任務(wù)提供關(guān)鍵的技術(shù)驗(yàn)證平臺。
相較于無人登月任務(wù)，載人登月對任務(wù)時效性有著更高要求，特別是在兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是在地月轉(zhuǎn)移軌道上快速完成載人飛船與月面著陸器的精準(zhǔn)對接；二是當(dāng)航天員完成月面任務(wù)后，必須在著陸器上升至環(huán)月軌道的極短時間內(nèi)，再次實(shí)現(xiàn)與載人飛船的可靠對接。這些操作不僅要求極高的執(zhí)行效率，更需要確保萬無一失的成功率。
中國載人登月示意圖。圖片來源：CCTV
在月面出艙環(huán)節(jié)，空間站發(fā)揮著不可替代的技術(shù)驗(yàn)證作用。由于月球表面接近真空環(huán)境，且重力場僅為地球的六分之一，航天員在空間站上開展的快速交會對接、出艙活動演練等，都為我國載人登月積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。值得一提的是，目前空間站使用的新型生命保障系統(tǒng)、艙外航天服等關(guān)鍵裝備，都將在未來的登月任務(wù)中繼續(xù)使用，這些經(jīng)過太空驗(yàn)證的設(shè)備將大幅提升載人登月任務(wù)的可靠性。
當(dāng)前，全球航天領(lǐng)域正掀起新一輪的月球探索熱潮。以美國阿爾忒彌斯計(jì)劃為例，其長期目標(biāo)是在月球上建立一個永久的定居點(diǎn)，并且還計(jì)劃建造一個環(huán)繞月球運(yùn)行的空間站。這說明月球規(guī)模化開發(fā)已成為載人航天發(fā)展的主流方向。
在這一背景下，中國的天宮空間站顯然會成為我們在地月間往返通道的關(guān)鍵樞紐，基于神舟飛船研發(fā)的新一代載人飛船已被命名為夢舟載人飛船，不僅可以用于空間站與地面之間的人員往返，又具備執(zhí)行載人登月任務(wù)的能力。
登月航天器組合體。圖片來源：CCTV
根據(jù)規(guī)劃，夢舟飛船預(yù)計(jì)將在 2027 年至 2028 年實(shí)現(xiàn)首飛。與現(xiàn)役神舟飛船相比，其近地軌道運(yùn)載能力將從 3 人提升至 4-7 人。這一突破不僅意味著天宮空間站可容納更多航天員長期駐留，也為未來空間站規(guī)模擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ)，使中國在近地軌道擁有更強(qiáng)大的長期運(yùn)營能力。
空間站將迎來新變化
神舟二十號任務(wù)的順利出征，標(biāo)志著中國空間站已進(jìn)入穩(wěn)定的常態(tài)化運(yùn)營階段。在這一堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上，中國航天正朝著更高目標(biāo)邁進(jìn)。
2025 年，我國首個大型巡天空間望遠(yuǎn)鏡研發(fā)工作進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)將于 2026 年發(fā)射升空。這款巡天望遠(yuǎn)鏡雖然屬于空間站系統(tǒng)的一部分，但其運(yùn)行方式獨(dú)具特色：它不會長期對接在空間站組合體上，而是獨(dú)立運(yùn)行在空間站附近更高的軌道上。這實(shí)際上是一個具備完全獨(dú)立飛行能力的航天器，配備有自主供電的太陽翼系統(tǒng)，僅在需要維護(hù)或升級時才會短期?？靠臻g站。
我國首個大型巡天空間望遠(yuǎn)鏡正在處于研發(fā)階段。圖片來源：新華網(wǎng)
這種設(shè)計(jì)主要基于三個重要考量：
第一，巡天觀測需要更高的軌道環(huán)境。以哈勃望遠(yuǎn)鏡為例，其 550 多公里的軌道高度有效避開了大氣干擾，為深空觀測提供了理想條件。
第二，空間站可作為巡天艙的補(bǔ)給站，當(dāng)這個精密儀器需要進(jìn)行調(diào)試或檢修時，可以對接空間站，由專業(yè)載荷專家進(jìn)行艙外維護(hù)操作，這大大降低了維護(hù)難度。巡天艙作為一個大型空間望遠(yuǎn)鏡，本質(zhì)上是非常精密的儀器，在深空觀測時必不可少地會遇到調(diào)試、檢修的問題，所以依托空間站解決檢修問題是最優(yōu)的解。
第三，獨(dú)立飛行能力帶來顯著優(yōu)勢。雖然巡天艙的軌道高于空間站，但在 2000 公里高度以下的軌道空間，包括失效衛(wèi)星、火箭殘骸、航天器碰撞碎片等在內(nèi)的空間碎片威脅依然存在。獨(dú)立飛行能力可實(shí)施軌道機(jī)動，對于捕捉特定的宇宙深空事件是有非常重大意義的，同時也能通過軌道機(jī)動躲避空間碎片，保護(hù)自身安全。
空間碎片主要來自失效的航天器。圖片來源：邁阿密大學(xué)
2025 年 3 月，中國載人航天工程辦公室正式公布了神舟二十號乘組名單，同時揭開了本年度空間站應(yīng)用與發(fā)展載人發(fā)射任務(wù)的序幕。值得關(guān)注的是，會上還宣布巴基斯坦航天員將參與我國空間站飛行任務(wù)。
中巴兩國簽署的合作協(xié)議具有里程碑意義，標(biāo)志著外籍航天員進(jìn)入中國空間站的程序正式啟動。按照計(jì)劃，將用一年左右時間完成巴基斯坦航天員的選拔工作，入選者將在中國接受全面系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練，最終搭乘中國載人飛船執(zhí)行空間站短期飛行任務(wù)。
巴基斯坦宇航員有望進(jìn)入中國空間站。圖片來源：國家航天局
根據(jù)時間安排，經(jīng)過約一年的訓(xùn)練準(zhǔn)備，首位巴基斯坦航天員有望將于 2026 年搭乘神舟二十二號或二十三號飛船進(jìn)入中國空間站。可以預(yù)見，當(dāng)巴基斯坦航天員完成中國空間站任務(wù)后，后續(xù)可能還有其他友好國家的航天員進(jìn)入空間站，這預(yù)示著中國空間站開始成為外層空間國際合作的典范。
神舟二十號的成功發(fā)射不僅是中國載人航天工程的又一里程碑，更展現(xiàn)了我國在太空探索領(lǐng)域的持續(xù)突破與開放合作精神。從空間站的常態(tài)化運(yùn)營到載人登月的宏偉藍(lán)圖，從空間碎片的嚴(yán)密防護(hù)到巡天望遠(yuǎn)鏡的自主研發(fā)，中國航天正以穩(wěn)健的步伐邁向更深遠(yuǎn)的宇宙。
策劃制作
出品丨科普中國
作者丨川陀太空 科普創(chuàng)作者
監(jiān)制丨中國科普博覽
責(zé)編丨一諾
審校丨徐來、林林
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