登月登火，飞向深空

　　2022临近年末，中国航天迎来关键节点：神舟十五号飞船与中国空间站成功对接，中国航天员实现轮换，这意味着中国空间站完成在轨建造，进入正式运营阶段。中国航天的下一个激动人心的最近目标，就是载人登月，这已经计划在2030年左右完成，也就是只有不到十年时间。这样的速度，完全与国际领先水平齐头并进。

　　当然，月球只是深空探测的第一站。火星、小行星、木星系、太阳……中国人的航天探索，正一步步扎实前行。

上图：2022年9月17日17时47分，经过约5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，完成出舱活动期间全部既定任务，航天员陈冬、航天员蔡旭哲已安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。

太空之家建好了

　　2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲落地后接力报告“感觉良好”，这标志着持续半年的神舟十四号载人飞行任务圆满成功。之前几天的11月29日，神舟十五号飞船升空与中国空间站对接，搭载的费俊龙、邓清明、张陆三名航天员与在轨的三名同事会师并完成交接轮换。

　　在太空停留的183天中，神舟十四号乘组经历见证了中国空间站从“一”字构型到“T”字构型的组装完成。3名航天员完成了5次交会对接、3次分离撤离、2次舱段转位、3次出舱任务和1次天宫课堂活动，开展了多项空间科学实验与技术试验。他们首次在空间站有人状态下迎接大型空间站舱段、货运飞船、载人飞船的来访与对接，同时顺利实现了空间站的控制、能源、信息、环境各系统的正常运行，积累了经验。这些丰富的工作成果，标志着中国空间站建造主要工作的完成。

　　简单回顾一下这半年来，中国空间站建设的关键节点：

　　2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射入轨，三名航天员成功进驻空间站天和核心舱。此时空间站组合体由一舱、三船组成，即天和核心舱与分别对接在前向与后向的天舟三号、天舟四号货运飞船，还有对接在径向的神舟十四号载人飞船。

　　7月17日，对接在前向的天舟三号货运飞船与空间站组合体分离，为后续实验舱段的对接留出前向对接口。天舟三号与空间站分离后，并没有立即再入大气层，而是独立飞行10天，开展了多项扩展技术试验。其中比较关键的是“共轨飞行”技术验证，货船与空间站在轨一前一后保持相对稳定飞行，这将是后续CSST巡天空间望远镜的运行轨道。

　　7月24日，中国空间站的首个大型实验舱段问天实验舱，成功发射入轨。随后，神舟十四号航天员成功开启并进入了问天实验舱，这是中国空间站的第二在轨工作舱和生活舱。中国空间站至此正式进入多舱段运行时代。

　　10月31日，第二个大型实验舱段梦天实验舱，发射入轨并与空间站对接，这是中国空间站的第三在轨工作舱和生活舱。至此，中国空间三舱“T”字构型基本结构建造完成。

　　11月9日，天舟四号货运飞船完成全部既定任务，撤离空间站组合体，进入独立飞行状态。3天后，它的“继任者”天舟五号货运飞船来到空间站，共携带了约5吨货物和1.4吨补加推进剂。天舟五号入轨后，使用了更快速度的交会对接模式，从入轨至交会对接完成，总计历时1小时57分31秒，这创造了中国空间站来访航天器交会对接的速度纪录。

　　11月29日，神舟十四号和神舟十五号航天员实现“太空会师”。这是中国航天员首次在轨轮换，中国空间站进入长期有人驻留模式。

　　神舟十四号在轨的这半年中，中国载人航天实现了至今单次任务中的最多空间站构型变换，迎来了最多的航天器加入，见证了中国空间站组装建造的完成。中国空间站最多可以实现“三舱三船”同时在轨，呈现优美的对称形态，这是中国人的太空之家。

　　后续，经过三舱组合体在轨评估后，中国空间站将转入为期十余年的正式运营阶段，它的工作重点将从之前的工程建造逐步转为空间科学应用。

上图：12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。这是航天员陈冬（中）、刘洋（右）、蔡旭哲安全顺利出舱。

载人登月实际落地

　　“我们建设空间站不是只为了让人上去走一遭，而是要打造国家级的太空科学实验室，是要派上实际用处的。”资深航天专家、上海宇航系统工程研究所研究员陶建中告诉《新民周刊》记者。他表示，无论哪一组航天员，在空间站都有一项重要的任务，就是开展空间科学与技术实（试）验。

　　将在空间站开展的有九大类实（试）验，其中很受关注的一类是生命科学领域的研究，因为这直接关系到人类在太空环境的生存。

　　无论是在空间站还是将来在月球甚至火星，人类要想长期生存，全靠从地球运输过去的物资是不现实的，一要解决水、氧气等维持生命的基本物质的循环利用，二要实现在地球之外的环境生产食物。陶建中表示，目前各国对太空生命维持系统都在研究，并且已经有了一些成果，比如中国也实现了“在空间站种菜”，这次神舟十四号就带回了在太空经历了120天全生命周期、“从种子到种子”的水稻和拟南芥。接下来，可能需要攻关在太空生产“人造蛋白”“人造脂肪”。

　　此外，还有如何应对“太空病”。在太空的特殊环境下，已经适应了长期地球生活的人的身体总会产生一些症状，这也是为什么我们安排航天员在轨驻留不超过半年，每次出舱操作也有时间限制。这些，都是在空间站的生命科学研究要解决的关键问题。

　　空间站里的科研在逐步开展，地球上航天人的努力也从未停歇。此前，中国的载人登月节点一直被放在“2030年前后”，最近，更为细致的计划公布。2022年11月21日，联合国/中国空间探索与创新全球伙伴关系研讨会上，中国探月工程总设计师吴伟仁院士接受媒体采访时表示：中国将在月球先建设国际科研站的基本型，在这个基础上扩展成国际月球科研站。“2028年左右，月球科研站基本型就建起来了。”他表示，在这之后，就是中国载人登月的实现。

　　吴伟仁说：以后肯定月球上有人，短时间上去工作一段时间然后回来，回来过一段时间再上去。我们目前主要需要攻克的包括：能源问题、交通问题、通信问题、人的生命保障系统等。

　　其中，地月之间的“大交通”是要解决的第一步。早在2020年5月，中国的新一代载人飞船试验船已经进行了首次发射试验并取得成功，这款飞船主要就是为了载人登月和载人登火准备的。

　　另外就是大推力火箭的科研攻关，它之前被官方称为“新一代载人火箭”。2021年6月24日，中国工程院院士龙乐豪在公开讲座中展示，这款火箭的名字为“CZ-5DY”，“DY”正是“登月”一词的拼音首字母。CZ-5DY火箭的发动机总推力可达2680吨，近地轨道运载能力为70吨，地月转移轨道运力为27吨，完全可以满足载人登月的需要。

　　陶建中透露：目前中国载人登月火箭的发动机等核心部件已经研制成功，接下来要进行安全性可靠性的认证、调试等。“载人登月的各个分项目已经在中国航天各个科研院所落地立项，进入实操阶段。”

　　中国奋力实现载人登月的同时，美国也在推进“重返月球”的“阿尔忒弥斯计划”。它的目标是将航天员送往月球并返回，建立常态化驻留机制，为未来的火星载人登陆任务打下基础。

　　在数次延迟后，2022年11月16日，“阿尔忒弥斯1号”的猎户座飞船终于成功发射，进行不载人绕月飞行，计划于12月11日返回地球。“阿尔忒弥斯2号”预计2024年搭载航天员绕月飞行，2025年的“阿尔忒弥斯3号”预计实现载人登月。

　　无论是美国过去的阿波罗计划还是后来的国际空间站建设，耗费财力都在千亿美元级别。如今要重返月球，美国无法再靠一己之力实现。因此，阿尔忒弥斯计划由美国国家航空航天局（NASA）主导，同时有多家美国商业航天企业及国际合作伙伴参与，其中包括欧空局以及日本、加拿大、意大利、澳大利亚、英国、阿联酋等国的航天局。

　　中国的载人登月同样是开放的国际合作项目。2021年3月9日，中俄两国签署了《关于合作建设国际月球科研站的谅解备忘录》。中俄已联合发布国际月球科研站路线图和国际合作伙伴指南，面向所有感兴趣的国家和国际伙伴开放，推进全人类和平探索利用太空。

上图：2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在中国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。

迈向更辽阔的深空

　　载人登月很自然地与探测火星互相促进，当人类可以比较自如地在月球工作生活时，就可以把那里当作飞向火星的前哨站。当然，对中国的火星探测而言，在“天问一号”圆满地一次完成了“绕、落、巡”三大目标后，下一个要实现的突破就是火星的采样返回。

　　再次登陆火星之前，我们先去一颗小行星那里“试试身手”。2022年4月24日第七个“中国航天日”时，中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥透露：经过两年多的研制，天问二号已经进入初样的研制，现在电性产品已经在进行综合测试，预期在2025年实施发射。它的任务是对近地小行星2016HO3开展伴飞探测并取样返回。天问三号就要挑战火星的采样返回，预计在2028年实施。后续的天问四号，则将飞往木星系。

　　在行星探测之外，中国航天也把目光投向了我们身边最耀眼的星球——太阳。

　　2021年10月14日、2022年10月9日，“羲和号”与“夸父一号”分别发射升空，这是中国最早的两颗太阳探测卫星。

　　“我们的太阳探测起步比较迟，但很有特色。之前其他各国的太阳探测卫星已经发射了很多颗，我们在数量上不占优势，但在探测质量上有自信。”陶建中向《新民周刊》记者表示。

　　例如，羲和号的最大特点是“双超”设计，即超高指向精度、超高稳定度；它探测的太阳谱线为H-α谱线，这也是国际首次。

　　夸父一号的任务是探测太阳的“一磁两暴”，“一磁”是太阳磁场，“两暴”是太阳耀斑爆发和日冕物质抛射。据预测，2024年到2025年左右，将是太阳活动的第25周峰年，是太阳活动最剧烈的时候。选择在此之前发射“夸父一号”，就是为了基本覆盖太阳峰年的极大期 。

　　“通过夸父一号探测的帮助，我们希望能实现在太阳爆发发生前至少40小时做出准确预测，以让地球上的人们做好应对。”陶建中说。

　　他介绍，1859年9月1日早晨发生了“卡灵顿事件”，即太阳耀斑爆发。几分钟内，英国格林尼治天文台和基乌天文台都测量到了地磁场强度的剧烈变动。各地电报局的操作员说他们的机器在闪火花，甚至电线也熔化了。高纬度地区的人们都能看到天空中五颜六色的北极光，午夜时分不用点灯都能看报纸。事件造成了长达8天的恶劣空间天气。

　　“当时的世界主要依靠蒸汽机和人工，太阳爆发并未带来很大灾难。但是，‘卡灵顿事件’如果发生在今天，全球的人造卫星、无线电通信、电力传输网络和各种电器，将遭受毁灭性破坏，后果不堪设想。我们对太阳开展探测的目的之一，就是尝试弄清楚太阳爆发的规律，保护好自己。”

　　既然叫“夸父一号”，那么后续的“夸父”也正在逐日的准备中。目前，我国的太阳物理学界与相关工程部门正开展规划论证，中国探日准备实施“三步走”计划，从不同方向和距离观测太阳，以解决一系列重大科学和应用问题。计划中的有“夸父二号”日地L5点太阳立体观测卫星、“夸父三号”太阳极轨探测器、“夸父四号”太阳抵近探测器。

　　逐日巡天，中国航天的足迹正越来越多地踏向更广阔的深空。记者｜王煜