刚刚过去的2024年，中国航天取得了不少举世瞩目的成就，创造了多个航天史上的第一。新的一年，中国航天新的征途已在召唤，对星辰大海的一次次奔赴，令人期待和向往。
未来火箭：太空运能持续提升
关键词：长征八号A首飞、长征十号载人火箭、长征九号重型火箭
2024年，我国新型火箭长征六号C、长征十二号首飞成功。其中，长征六号C具有可靠、经济、好用等特点。长征十二号火箭则是我国目前运载能力最大的单芯级运载火箭，可有效提高我国太阳同步轨道入轨能力和低轨互联网卫星星座组网能力。与此同时，我国首个商业航天发射场——海南航天商业发射场也首次启用。
海南商业航天发射场
据中国工程院院士、运载火箭与航天工程专家龙乐豪介绍，未来的“长征”系列运载火箭的发展方向为大运载能力、快速反应、高可靠性和低成本，简称“大、快、高、低”。
2025年，长征八号A将进行首飞。其近地轨道运载能力约为7吨，700千米高太阳同步轨道运载能力不低于6.4吨，将在发射巨型低轨互联网卫星中发挥重要作用。
目前，我国正在积极研制长征十号新一代载人运载火箭。它采用三级半构型，芯级直径5米，全长约90米，起飞重量约2000吨，可将27吨有效载荷直接送入地月转移轨道，或者将70吨有效载荷送入低轨道，主要用于载人月球探测。
通过长征十号的研制，我国将攻克发动机多机并联、低频弹性控制、故障诊断及容错重构等关键技术，进一步提升火箭可靠性，并迈向全面智能飞行阶段，即有效融合人工智能技术，建立全生命周期、全系统的智能健康检测系统，实现火箭本体自主修复。
在长征十号基础上研制的长征十号A计划于2026年首飞。它采用两级构型，总长约67.4米（载人状态）/66.4米（载货状态），起飞重量约750吨，起飞推力约892吨，第一级回收状态下的近地轨道运载能力不小于14.2吨，可满足“梦舟”近地载人飞船等载人航天发射任务需求。
正在研制的长征九号重型运载火箭则采用三级构型。其芯级箭体直径10米级，低轨道运载能力约为140吨、地月转移轨道运载能力50吨、地火转移轨道运载能力35吨，可以满足未来月球科研站、太空电站、载人登陆火星等国家重大科技活动的任务需求。
长征九号还有一种两级构型，用于发射大型近地轨道航天器，将于2030年前后实现一级重复使用构型的首飞，2033年到2035年实现两级复用构型首飞。
人造新星：天地一体智能化
关键词：“微笑”天文卫星、卫星互联网、新一代气象卫星、下一代北斗系统
过去一年，我国多颗高水平科学卫星升空，开辟了空间观测的新天地。2024年1月，我国研制的“天关”卫星升空，开启了X射线时域天文学探测；6月升空的“中法天文卫星”是迄今为止对伽马暴开展多波段综合观测能力最强的卫星。
2025年，我国与欧洲合作的“微笑”天文卫星将升空。其科学目标是探测太阳风-磁层相互作用的大尺度结构和基本模式，认知地球亚暴整体变化过程和活动周期，探索日冕物质抛射事件驱动的磁暴发生和发展。该卫星配置了4台有效载荷，能连续40多小时对地球磁鞘及极尖区进行X射线成像、对全球极光分布进行紫外极光成像，同时对太阳风和磁层中的等离子体及磁场进行实时原位探测，以揭示太阳风与磁层相互作用的过程和变化规律。
中法天文卫星“微笑”
2024年，我国卫星互联网组网拉开大幕。其中，上海垣信卫星科技有限公司发射了54颗“千帆星座”极轨互联网卫星，中国星网公司也于年底成功发射首批10颗低轨互联网卫星。
两大互联网星座的更多组网星将在2025年升空。据悉，“千帆星座”采用多层多轨道、分阶段实施的星座设计，规划由超过1.5万颗卫星提供多元业务融合服务。星网星座将发射约1.3万颗低轨通信卫星完成组网。
继2024年成功发射“海洋盐度探测卫星”后，我国将在今年积极备战全球首颗静止轨道微波气象卫星。该卫星预计2026年发射入轨后，将实现对台风、流域性降水等灾害性天气及其变化过程的高频次实时探测，填补世界高频次云雨区大气廓线探测空白，大幅提升包括台风路径强度预报在内的预报预警能力。
根据规划，2025年到2035年，我国将完善第二代并同步发展第三代风云卫星综合观测体系，发展星地协同智慧观测一体化技术，建立支撑精细预报的智慧观测业务系统。目前，第三代风云气象卫星风云五号极轨气象卫星、风云六号静止轨道气象卫星已处于论证阶段。
全球首颗静止轨道微波气象卫星
2025年还将是我国下一代北斗卫星导航系统发展的关键之年。2024年11月发布的《北斗卫星导航系统2035年前发展规划》显示，未来在确保北斗三号系统稳定运行基础上，中国将建设以“精准可信、随遇接入、智能化、网络化、柔性化”为代际特征的下一代北斗系统。按计划，我国将在2025年完成下一代北斗系统关键技术攻关；2027年前后发射3颗先导试验卫星，开展下一代新技术体制试验；约于2029年开始发射下一代北斗系统组网卫星；2035年完成下一代北斗系统建设。
登月巡天：载人航天新征程
关键词：“轻舟”与“昊龙”、“巡天”空间望远镜、载人登月任务
2024年，我国宣布开始研制“轻舟”货运飞船和“昊龙”货运航天飞机，以降低中国空间站上行货物运输成本，增强上行货物运输灵活性，探索发展商业航天模式。
根据计划，“轻舟”货运飞船将于2025年9月执行首次飞行任务。它采用一体化单舱构型，货舱空间27立方米，上行货物运力可达2吨，可搭载航天员生活物资、科学实验设备、科学载荷等。它将采用多种载荷方案和智能设计，以提高航天员的货物取送效率以及货物处理的整体效率。“昊龙”货运航天飞机则将具备突出的可重复使用能力。
“昊龙”货运航天飞机
我国首个大型“巡天”空间望远镜预计2027年发射。其口径为2米，分辨率与美国哈勃空间望远镜相当，视场角将是“哈勃”的300多倍，如果在轨10年，可对40%以上的天区进行观测。“巡天”望远镜的主要使命是对宇宙中的天体进行普查，为人类带来全景式的宇宙高清地图。
巡天空间望远镜在轨示意图
瞄准2030年前实现首次载人登月的宏伟目标，我国载人登月工程现已初步规划了月球科学、月基科学和资源勘察利用三个领域、九大方向的科学目标。目前，“梦舟”新一代载人飞船、“揽月”月面着陆器、载人月球车和登月服等飞行产品，已全面进入初样研制阶段。
“梦舟”载人登月飞船结构图
“揽月”月面着陆器结构图
我国载人登月任务的主要过程为：先用长征十号火箭发射“揽月”月面着陆器，它在环月轨道停泊等待；然后再发射“梦舟”载人飞船，与“揽月”在环月轨道交会对接。航天员从飞船进入着陆器登月舱，着陆器与飞船分离后下降到月面，航天员开展月面活动。之后，航天员乘坐的登月舱起飞上升与“梦舟”载人飞船对接，航天员进入飞船。飞船与着陆器登月舱分离后返回地球。
采样返回：深空探测前景广阔
关键词：嫦娥七号、天问二号、天问三号、小行星防御系统
2024年，我国圆满完成嫦娥六号任务，在世界上首次实现月球背面自动采样返回的壮举。尽管嫦娥七号要到2026年发射，但大量研制工作的关键节点将在2025年完成。
嫦娥七号任务将精心配置18台有效载荷，共同致力于月球极区的科学与资源探测，有望在月球科学研究、日地月空间环境探索，以及月球原位资源利用等方面取得重大突破，为未来构建长期、连续运行的综合性月球科研站奠定坚实基础。2028年，我国将发射嫦娥八号，它将与嫦娥七号一起为国际月球科研站奠定基础。
2025年，我国将发射天问二号小行星探测器，用于实施近地小行星2016HO3取样返回和小行星带中的主带彗星311P环绕探测任务。它将实现近地小行星的绕飞探测、附着和取样返回，即通过一次任务实现对近地小行星的近距离探测、采样返回和主带彗星探测，并开展遥感探测、就位探测以及样品实验室分析相结合的多种探测活动，使我国小天体探测技术达到国际先进水平。
“天问二号”示意图
更令人期待的是，我国计划2028年底发射天问三号火星采样返回探测器，它将于2031年7月至少携带500克样品返回地球。计划于2030年左右发射的天问四号木星系探测器，则将完成在木星系及行星际穿越探测任务。未来，我国还将探测太阳系边际。
此外，我国还将着手组建近地小行星防御系统，共同应对近地小行星撞击威胁，为保护地球和人类安全贡献中国力量。为此，我国拟对某颗有威胁的小行星实施一次抵近观测和就近撞击，对改变其轨道进行技术实验。
（作者为全国空间探测技术首席科学传播专家）
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