太空合作中的中國角色

  月球的背面什麼樣?迄今無人前去一探究竟。對探索太空雄心勃勃的美國和歐洲,也在要不要去背面看看這一問題上猶豫不決,因為有個難題待解:任何著陸在那裏的物體都無法向地球傳回信號——月球將阻擋這些信號。

然而,中國有望在2018年發起這一探測行動。在上半年,一顆中繼星將被發射,以解決月球障礙問題。這項行動如今被國外媒體稱作「中國最蔚為壯觀的太空征服活動」。

實際上,在上世紀50年代末蘇聯和美國競相發射人造衛星,開啟太空征程之時,中國的航太事業剛剛起步,直到1970年才實現第一顆人造衛星發射。隨著近年來中國國力日漸雄厚,蟄伏已久的太空探索夢想正加速變為現實。

無論是率先打開太空領域新的征程,還是邀全世界分享太空技術的成果,今天的中國都不遑多讓。未來,當人們在茫茫大海上漂流,在無垠沙漠裏探險,或搭乘客機在空中旅行時,會發現我們所到之處都是「信號服務區」,這時你可以仰面太空,遙望那個離你很遠又很近的由中國織就的衛星互聯網。

當然,「無死角信號提供者」不是中國在太空探索中唯一的角色,在空間站共用、民用導航合作、衛星互聯網佈局、國際商業航太發射等各個方面,都閃現著中國的身影。

中國空間站將成「唯一」

2018年初,《自然》雜誌網站列出今年值得期待與關注的科技大事件,嫦娥四號探月任務榜上有名。「屆時嫦娥不僅要‘奔月’,還會‘回娘家’。」中國航太科技集團五院院長張洪太表示,2018年中國將按計劃發射嫦娥四號探測器,首次實現人類月球車在月球背面軟著陸;2019年預計實施嫦娥五號任務,實現月球無人採樣返回。

據國防科工局探月與航太工程中心介紹,在2018年上半年嫦娥四號的中繼星發射成功後,再過半年時間,將發射嫦娥四號的著陸器和巡視器,對月球背面開展著陸巡視探測。「中繼星上將搭載兩顆小衛星,探測宇宙的‘黑暗時代’。」中國科學院國家空間科學中心研究員吳季說。

探月工程之外,中國載人航太工程的第三步任務——載人空間站工程亦全面展開。按計劃,中國將在2022年前後完成載人空間站的在軌組裝並投入運營,開展較大規模的空間科學實驗和技術試驗。

中國載人航太工程辦公室副主任、太空人楊利偉說,中國載人空間站可用於開展各類空間科學實驗,涉及空間生命科學與生物技術、微重力流體物理與燃燒科學、空間材料科學、微重力基礎物理等領域。此外,還將研製發射2米口徑的空間天文望遠鏡,為天文和物理科學前沿提供觀測資料。

如果國際空間站按計劃在2024年退役,屆時中國將成為唯一擁有空間站的國家,這對中國的載人航太、對人類探索太空,都將具有里程碑意義。楊利偉表示,正在建造中的中國載人空間站已為國際合作預留了一定的載荷和試驗空間。屆時,他國太空人可進入中國載人空間站,在科學、醫學、應用等方面開展合作,也可在中國的載人空間站獨立駐留。

中國正與聯合國外空司及有關國家積極溝通交流,協商推動交換培養、聯合培養太空人等專案。今後,中外太空人可能聯合飛行,讓外國太空人搭乘中國的飛船進入太空,在空間站的艙內、艙外開展合作實驗,實現資源分享。

服務目標是全球覆蓋

提到民用導航,不得不提北斗衛星家族。2018年2月12日,在西昌衛星發射中心,長征三號乙運載火箭成功發射第五、六顆北斗三號全球組網衛星,為農曆雞年中國航太事業順利「收官」。據悉,到2020年,中國將建成北斗衛星的完整系統。

2017年11月5日,北斗三號衛星拉開全球組網的大幕。

北斗衛星導航系統由中國自主發展、獨立運行,與美國GPS系統、俄羅斯格洛納斯系統、歐洲伽利略系統構成全球四大衛星導航系統。北斗相容性良好,可與他國的衛星共同提供導航定位服務。2015年,北斗與伽利略完成衛星導航頻率協調;2017年,北斗與格洛納斯完成相容試驗;2017年年底,中美達成共識,北斗與GPS實現了信號相容與互操作。

從北斗一號服務國內,到北斗二號提供區域服務,再到北斗三號全球組網,北斗正往「2018年前後完成18顆衛星發射,率先為‘一帶一路’沿線國家提供基本服務;2020年實現35顆北斗衛星全球組網,具備服務全球能力」的目標全速推進。

2014年,在中阿合作論壇第六屆部長級會議上,北斗系統落地阿拉伯專案的倡議被提出;2016年,中國與阿盟國家舉辦第一屆北斗合作論壇;此外,北斗系統的應用還涉及到緬甸的農業、林業、土地規劃,老撾的精細農業和病蟲災害監測管理,汶萊的智慧旅遊等等領域。截至2017年底,北斗已覆蓋巴基斯坦、沙特、緬甸、老撾等近30個「一帶一路」沿線國家。

除了衛星導航,在衛星通信與衛星遙感領域,中國亦積極宣導並參與國際合作。

截至2017年5月,中國已有在軌民(商)通信衛星17顆,轉發器總數量約300個,形成了全球化的衛星通信服務能力,衛星通信業務拓展至全球超過30個國家和地區,不僅實現了向東盟國家整星出口零的突破,也實現了首次向歐洲地區用戶提供整星在軌交付服務。2015年10月,亞太九號通信衛星發射,此後,實現了對「海上絲綢之路」周邊區域的衛星基本覆蓋。

中巴地球資源系列衛星資料已廣泛應用于南美國家國土資源調查等多個領域,成為「南南合作典範」;中國-東盟遙感衛星的合作為東盟開展農業監測、災害防測發揮積極作用,衛星資料還為柬埔寨的物流管理應用、老撾的農林業精准管理、新加坡的港口精細管理作業提供有力支撐;「高分專項」系列衛星、北京二號、吉林一號、高景一號等遙感衛星提升了中國遙感資料在「一帶一路」沿線國家的服務能力。

在衛星互聯網領域,中國也在積極佈局。

中國航太科技集團部署的全球低軌衛星移動通信與空間互聯網系統——鴻雁星座,將於2018年完成首發星任務。

「鴻雁星座將讓用戶告別‘不在服務區’。」張洪太表示,2023年前後,將完成由54顆L頻段通信衛星在1100公里軌道高度組成的空間系統,實現適當的全球覆蓋並安全可控,在深海大洋、南北兩極、「一帶一路」沿線等區域實現寬窄結合的通信服務保障,提供資訊互聯服務。中國航太科技集團計畫於「十四五」期間基本完成星座全球佈局,並與地面5G網路等實現有機融合。

中國航太科工集團將開展一項虹雲工程,計畫發射156顆衛星,在距離地面1000公里的軌道上組網運行,基本實現覆蓋全球的寬頻互聯網接入。

中國航太科工集團二院院長張忠陽表示,預計將在2018年年底前發射並開展低軌寬頻通信的演示驗證及應用示範。「2022年完成星座部署後,虹雲工程將提供全球無縫覆蓋的寬頻移動通信服務。系統建成後,無論是在沙漠、海洋還是飛機上,用戶都能享受網路服務。」

低軌衛星爆發式增長,高通量衛星亦迎來新突破。

2017年4月,中國航太科技集團衛通公司成功發射中國首顆高通量寬頻衛星,搭建天地一體的業務運營平臺,具備了向大眾消費者、民航客機、海運客貨船、高鐵等提供衛星互聯網接入服務的能力,開啟了中國衛星互聯網發展的新時代。

未來5年,中國衛通還將發射3顆高通量寬頻衛星,實現對中國全域及「一帶一路」重要區域的覆蓋。中國衛通董事長李忠寶表示,中國屆時將建成全球覆蓋、天地融通、隨遇接入、應用豐富、安全可靠的天基資訊網路體系,滿足各國用戶的各類資訊服務保障需要。

商業發射與全球共贏

值得一提的是,中國航太事業從建立之初,就一直保持著開放姿態。中國航太為各國提供衛星發射,幫助建設地面站、培訓衛星人才等一攬子商業航太解決方案。無論是長征還是快舟系列運載火箭,中國商業航太發射發展步伐強勁。

截至2017年8月底,中國已累計完成55次國際商業發射任務,滿足了白俄羅斯、老撾、阿爾及利亞等國家與地區的衛星發射需求,實現互利共贏。

2018年1月19日,長征十一號固體運載火箭以「一箭六星」的方式完成首次全商業發射,這是中國固體運載火箭首次向國際用戶提供發射服務。

隨著科學試驗衛星和商業衛星的蓬勃發展,「小塊頭」、「高效率」的衛星發射需求越來越大,快速、靈活、靠譜的長征十一號火箭將成為越來越多科學試驗衛星和商業衛星發射的首選。

中國航太科技集團科技委常務副主任李洪表示,作為長征系列運載火箭中唯一的一型固體運載火箭,長征十一號具有發射準備時間短、發射成本低等優勢,是中國商業航太的一支生力軍。

此次長征十一號「一箭六星」發射任務,運載能力較之前提升了20%。長征十一號火箭副總指揮金鑫表示,未來還將研製更大規模的商業型固體運載火箭,力爭形成低軌運載能力覆蓋2噸的固體運載火箭系列,具備發射成本更低、發射週期不超過72小時的能力。

長征十一號火箭總指揮楊毅強表示,未來還將推出「太空專車」、「太空班車」、「太空順風車」三型「太空車」概念以及為用戶提供星座組網服務的「太空星網」一站式解決模式,推動航太發射從定制模式走向「招手即來」的計程車模式,吹響商業航太集結號。

「誰能廉價、快速、可靠地將載荷投送入軌,誰就能占得先機。」楊毅強表示,隨著近年來「第二代銥星」、「星球實驗室」等互聯網星座和遙感星座蓬勃發展,誰能大批量、短週期地為客戶發射,誰就能在發射市場中占得一席之地。

另一方面,由中國航太科工集團研製的快舟十一號固體運載火箭計畫於2018年內採用車載移動方式發射,以滿足衛星商業化、高密度、快速發射的需求。

「目前,世界上最便宜的火箭是美國的獵鷹,我們要做到比獵鷹更便宜。」快舟火箭總設計師梁紀秋表示,「快舟在國內是一個品牌,但這還不夠,我們要打造國際化品牌。國際上的商業任務現在都在找我們,但我們還未真正達到商業化運作的程度,還需繼續努力。」

(胡喆、譚元斌/文)