蒼莽太空 飛龍在天

龍是傳說中的神異生靈，在中華文化中象征祥瑞，被人們賦予了各種美好的情感。再加上它還被認(rèn)為有飛天之能，有直沖九霄的磅礴氣勢，所以一些中國航天器的名字也冠以“龍”。比如，近日成功飛天的運載火箭捷龍一號、厘米級北斗導(dǎo)航系統(tǒng)夔龍系統(tǒng)、空間碎片主動清理飛行器遨龍一號。它們雖然分屬于中國航天科技的不同領(lǐng)域，但都是特色鮮明、身懷絕技的業(yè)內(nèi)佼佼者，共同組成了中國航天的“龍”方陣，磨礪中國太空科技的品牌優(yōu)勢，向世界昭示中國問天能力不斷提升到新的高度，能夠提供更多、更優(yōu)質(zhì)、更高效的服務(wù)。

捷龍一號：高效發(fā)射新利器

不計投入地服務(wù)國家航天目標(biāo)，這是人們對中國航天“國家隊”的一直以來的固有印象。的確如此，作為一個負(fù)責(zé)任大國，中國發(fā)展航天事業(yè)旨在探索宇宙、增進認(rèn)知，造福全人類。因此必須目光長遠(yuǎn)，不能精于算計，才有了感人至深的“航天精神”，才有了一窮二白基礎(chǔ)上的跨越式發(fā)展。不計投入地服務(wù)國家目標(biāo)并不意味著不注重效率，實際上，“國家隊”對效率的追求從沒有停止過，在市場經(jīng)濟條件下更是如此。
       

當(dāng)前，世界商業(yè)航天風(fēng)起云涌，“國家隊”也因勢謀變，不斷豐富航天產(chǎn)品和服務(wù)，加速向市場化、國際化方向變革。在運載火箭領(lǐng)域，除了人們耳熟能詳、家喻戶曉的“長征”系列之外，“國家隊”又積極開拓出新的品牌，這就是中國“龍”系列商業(yè)運載火箭，而捷龍一號就是其中的先行者。
       

捷龍一號因商業(yè)航天而生，應(yīng)商業(yè)航天而起。它的很多特點都與“商業(yè)”有關(guān)，可謂“在商言商”。
       

從服務(wù)的對象看，近日，捷龍一號驗證性能的首飛搭載了3顆衛(wèi)星，即千乘一號01星、星時代-5衛(wèi)星和天啟二號衛(wèi)星，均為商業(yè)小衛(wèi)星。
       

從體型上看，捷龍一號總長約19.5米，箭體直徑1.2米，起飛重量約23.1噸，是中國長征火箭有限公司研制的體積最小、重量最輕的運載火箭，是瞄準(zhǔn)商業(yè)小衛(wèi)星發(fā)射商業(yè)市場而開發(fā)的產(chǎn)品。
       

從艙段設(shè)計上看，捷龍一號運載火箭可為衛(wèi)星提供直徑1.1米/高度1.5米、直徑1.4米/高度2米兩種類型的完整艙段空間，滿足用戶一箭一星或一箭多星的發(fā)射需求。
       

從運載能力上看，捷龍一號500公里太陽同步軌道運載能力可達200公斤，是中國運載效率最高的固體商業(yè)運載火箭。這是商業(yè)運載火箭一大鮮明的特征，大大降低每公斤發(fā)射價格，增強市場競爭力。
       

從生產(chǎn)和發(fā)射周期上看，第一枚飛天的“捷龍”僅僅用了不到18個月的時間，就完成了從研制到首飛的全過程，未來通過進一步完善，可實現(xiàn)簽約6個月后出廠，運達發(fā)射場后24小時發(fā)射，履約周期大大縮短。
      

從產(chǎn)品系列上看，研制方將完善捷龍一號運載火箭，除了研制運載能力更大的捷龍系列固體商業(yè)運載火箭之外，還將開發(fā)騰龍系列液體商業(yè)運載火箭，覆蓋更多市場需求；此外，還將繼續(xù)探索降低發(fā)射成本的技術(shù)，預(yù)計在2025年前后實現(xiàn)液體商業(yè)運載火箭可重復(fù)使用，進一步提升競爭優(yōu)勢。
       

相對金牌火箭“長征”來說，捷龍一號無疑是個初出茅廬的少年，但是后生可畏，它已拿下6個商業(yè)發(fā)射合同，意向發(fā)射近30發(fā)。可以期待，捷龍一號火箭將成為世界商業(yè)航天的“明星”。

遨龍一號：太空里的“守護神”
       

捷龍一號是衛(wèi)星等航天器進入宇宙空間的商業(yè)發(fā)射推進器，遨龍一號則是衛(wèi)星在宇宙空間的公益“守護神”。它在九天之上高速運行，目光如炬，緊緊盯著對衛(wèi)星等航天器可能產(chǎn)生威脅的空間碎片。
       

正如城市會產(chǎn)生很多垃圾一樣，太空也累積了諸如廢棄衛(wèi)星、空間碎片等大量垃圾。城市垃圾不及時清理，則會造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。太空也一樣。自1957年蘇聯(lián)發(fā)射人類第一顆人造衛(wèi)星斯普特尼克1號以來，全世界各國一共執(zhí)行了超過4000次的發(fā)射任務(wù)，產(chǎn)生了大量的太空垃圾。雖然其中的大部分都通過落入大氣層燃燒殆盡，但還是有大量殘余垃圾被遺棄在了太空。據(jù)估算，目前在軌道上飛行的毫米級以上太空垃圾數(shù)以億計，而尺寸大于1分米的至少有1.6萬片。
       

任由太空垃圾泛濫將造成極其嚴(yán)重的后果，污染了太空的環(huán)境，對航天器和宇航員安全造成極大威脅。如果一塊10克重的太空垃圾撞上衛(wèi)星，相當(dāng)于兩輛100公里/小時的小汽車相互碰撞，衛(wèi)星會在1.5秒內(nèi)被打穿或被擊毀，會直接威脅到航天員的生命安全。人類必須為太空垃圾清理和空間環(huán)境保護而積極努力。
       

面對空間環(huán)境現(xiàn)狀，中國積極承擔(dān)起太空環(huán)保責(zé)任。早在1995年，中國國家航天局就正式加入機構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會。從2000年起，中國啟動了“空間碎片行動計劃”，為載人航天、探月工程等提供了空間碎片監(jiān)測預(yù)警技術(shù)服務(wù)。2008年12月，“中國科學(xué)院空間目標(biāo)與碎片觀測重點實驗室”成立，并在衛(wèi)星動力學(xué)、空間碎片碰撞預(yù)警計算等方面取得了系列重要成果。
       

在提供預(yù)警服務(wù)之外，中國在太空垃圾治理方面更進一步。2016年6月，中國遨龍一號空間碎片主動清理飛行器發(fā)射。其獨特之處就在于機械臂，可以用于抓取廢棄衛(wèi)星和太空碎片并帶到大氣層燒毀。遨龍一號機械臂系統(tǒng)充分融合了仿生學(xué)、機械、電子控制等多學(xué)科技術(shù)，具備定點停留和不斷跟蹤繞行目標(biāo)碎片的能力。
       

在成功抓取到太空垃圾后，遨龍一號機械臂上的傳感器會分析出物體的力學(xué)性質(zhì)，使得機械臂能夠掌握合適的力度，這樣就不會因為機械臂力度過大導(dǎo)致垃圾破碎，也不會因為力度較小而產(chǎn)生“漏網(wǎng)之魚”。遨龍一號雖然還只是中國在空間碎片主動清理領(lǐng)域進行的首次在軌驗證，但已經(jīng)讓人們看到了優(yōu)秀“太空清道夫”的潛質(zhì)。

夔龍系統(tǒng)：厘米級刻度天尺
       

近年來，中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)強勢崛起無疑是舉世矚目的國際航天大事件之一。一方面，其服務(wù)范圍不斷擴大，從覆蓋東亞太平洋區(qū)域逐步拓展到“一帶一路”參與國家和地區(qū)，再進一步實現(xiàn)了向全球提供服務(wù)。另一方面，北斗在導(dǎo)航精度上不斷提升。北斗于2014年9月啟動了地基增強系統(tǒng)的研制建設(shè)。2016年5月，該系統(tǒng)正式投入運行，導(dǎo)航定位精度穩(wěn)步提升。2017年1月，北斗地基增強系統(tǒng)項目一期建設(shè)完成，包括150個框架網(wǎng)基準(zhǔn)站和近1270個區(qū)域加密網(wǎng)基準(zhǔn)站的全部研制建設(shè)任務(wù)，系統(tǒng)可對外提供米級、亞米級高精度定位服務(wù)。
       

地基增強系統(tǒng)項目二期建設(shè)于2018年底完成，主要進行區(qū)域加強密度網(wǎng)基準(zhǔn)站補充建設(shè)，進一步提升系統(tǒng)服務(wù)性能和運行連續(xù)性、穩(wěn)定性、可靠性，實現(xiàn)全面服務(wù)能力。2017年2月，中國首個自主研制的“米級快速定位北斗芯片”正式推出，實現(xiàn)了基礎(chǔ)產(chǎn)品的自主可控并達到國際先進水平。
       

2018年5月，北斗地基增強系統(tǒng)已完成基本系統(tǒng)研制建設(shè)，具備為中國范圍內(nèi)用戶提供廣域?qū)崟r米級、分米級、厘米級和后處理毫米級定位精度的能力。
       

厘米級定位精度邁向全球也是“北斗”的目標(biāo)所在。2016年11月1日，中國航天科技集團在珠海航展現(xiàn)場召開新聞發(fā)布會，宣布中國首個北斗全球“厘米級”定位系統(tǒng)建設(shè)工作全面啟動，該系統(tǒng)命名為“夔龍系統(tǒng)”，將提供4種數(shù)據(jù)信號，分別提供“亞米級、亞分米級、厘米級、航空安全級”服務(wù)。其目標(biāo)是精心為世界打造一把“以厘米為刻度感知世界的天尺”。
       

夔龍系統(tǒng)實現(xiàn)全球厘米級定位的技術(shù)手段無法廣泛借助地基增強系統(tǒng)來實現(xiàn)，只有依托其它綜合性技術(shù)手段。據(jù)了解，夔龍系統(tǒng)將通過計算從全球多達300個以上的多系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航參考站所獲取的觀測數(shù)據(jù)，對傳統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位中對于定位精度影響較大的軌道誤差、時鐘誤差等參數(shù)進行精密修正，并通過5顆地球同步軌道衛(wèi)星和60顆以上的低軌通信衛(wèi)星星座，向衛(wèi)星導(dǎo)航終端播發(fā)相關(guān)修正參數(shù)，將衛(wèi)星導(dǎo)航終端定位精度提高到“厘米級”。
       

在夔龍系統(tǒng)的輔助下，礦山機械、車輛與人員可以實現(xiàn)自動化控制與調(diào)度，能有效地保障生命安全，提高生產(chǎn)率。此外，夔龍系統(tǒng)在航空安全、高鐵和自動駕駛等廣泛領(lǐng)域也產(chǎn)生革命性影響。