【回望2020】火星、月球、北斗系統　中國航天的「超級模式年」

對中國航天事業發展而言，2020年可說是喜訊不斷的一年，新一代載人飛船試驗船試驗成功、天問一號發射、北斗衛星導航系統完成組網並開通，及至年底更有嫦娥五號成功從月球採集樣本。這一系列成就，不僅對於中國科技發展有重要意義，同樣也對世界局勢有著重要影響。本文將截取幾個重要片段，為各位讀者展示過去一年中國航天走過的歷程。
本文為「2020年中國大事回顧與展望」系列報道第八篇。

5張圖一次睇晒2020年中國航天事業焦點

2020年1月7日，四川西昌衛星發射中心，長征三號乙運載火箭發射成功，將通訊技術試驗衛星五號送上太空，也為中國航天迎來2020年的「開門紅」。中國航天事業在之後的一年迎來大爆發，全年發射次數首次超過40次，以至於2020年被視為中國航天發射「超級模式年」。

持續推進中的載人航天試驗

載人航天始終是外界關注的航天焦點。今年5月5日，中國載人太空站工程研製的長征五號B運載火箭，搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙在當天發射升空。火箭首飛任務取得圓滿成功，新一代載人飛船試驗船亦在軌工作正常。不過，較有遺憾的是，柔性充氣式貨物返回艙完成在軌試驗後，在返回過程中出現異常。

在該次發射任務中，新一代載人飛船試驗船是重點所在。新一代載人飛船是面向中國太空站營運，以及未來載人探月需求而研發的新一代天地往返運輸器，相較於神舟飛船，前者性能更加先進，可兼顧近地軌道和深空探測任務，具備大容量、多用途、可重複使用等特性。搭載能力也從最多3人提升至6至7人。更重要是，新一代載人飛船可重複使用，降低使用成本和載人航天的營運成本。

曾有分析指，近年來國際太空站面臨「退役陰影」，中國太空站建設則正穩步推進，未來太空將極有可能唯有中國太空站。中國載人飛船技術的進步，相信會對推進中國太空站建設，有重大意義。

「天問」奔火星：大國競爭和人類的好奇心

火星是太陽系內除地球以外最適宜人類居住的行星，探索火星是無數科幻小說的題材，也是無數航天人的夢想。2020年，阿聯酋和中國分別發射火星探測器，美國也發射「毅力號」（Perseverance）探測車。冷戰結束多年之後，火星終於要再一次「熱鬧」起來。

今年7月23日，搭載火星探測器「天問一號」的長征五號遙四火箭在海南文昌市發射升空。天問一號預計明年2月份抵達火星，並將會一次性完成「繞、落、巡」（環繞探測、降落火星、巡視探測火星表面）三大任務。最新消息指出，天問一號在軌飛行已超過150天，飛行里程已有約3.6億公里，距離地球超過1億公里，飛行狀態良好。

從更為廣闊的視野而言，中國的火星探測正是為人類科技進步作出貢獻。天問一號由軌道飛行器、著陸器和探測車組成，能進行「整個星球的全球廣泛調查」，例如繪製地質結構圖並尋找水和冰；收集沙丘、冰川和火山等地景的圖像，為它們的形成方式提供線索；研究土壤和岩石的成份，尤其是尋找水如何改變了地質特徵的證據。此外，天問一號也將研究火星磁場。

天問一號成功發射當日，央視官方微博帳號頗幽默的用「火星文」發問，稱「好奇，人類的本能」。在大國競爭之外，這個探測器正是人類尋找無數「天問」答案的一把鑰匙。

北斗開通：給全球提供另一個選擇

緊隨天問一號之後，是在同月開通的北斗衛星導航系統。6月23日9時43分，北斗三號系統最後一顆組網衛星發射成功，北斗全球導航系統星座部署完成。

北斗系統是中國自主研發的全球衛星導航系統，最早可追溯至1994年。中國一早就為北斗系統定下三步走發展戰略，第一步是在2000年年底建成北斗一號系統，向中國提供服務。第二步是在2012年年底建成北斗二號系統，向亞太地區提供服務。至於第三步就是在2020年建成北斗三號系統，向全球提供服務。經過20多年的努力，今年中國終於可以宣布「大功告成」：7月31日，北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在北京人民大會堂舉行。

北斗系統擁有自主知識產權和核心技術，衛星和關鍵元件國產化率達到100%。北斗系統提供服務以來，已在交通運輸、農林漁業、水文監測、氣象測報、通信授時、電力調度、救災減災、公共安全等領域廣泛應用；同時，北斗系統已成為重要的資訊化指揮手段，不僅嵌入到各種大型武器發射平台，還廣泛應用於單兵偵察和分隊作戰之中。

目前全球衛星導航系統僅有4名成員，分別是美國的全球定位系統（GPS）、俄羅斯的格洛納斯系統（Glonass）、歐洲的伽利略系統（Galileo），以及中國的北斗系統。但由於格洛納斯和伽利略都有衛星老化和星載系統失靈的問題，故目前真正全球覆蓋且能提供穩定服務的衞星導航系統，就只有美國及中國的系統。

長期以來，各國與日常生活息息相關的定位服務，諸如電子商務、社交網站定位簽到、搜尋附近服務等應用都是基於GPS的位置服務。而這兩年來，美國對中興等中國科技企業的制裁表明，若未能掌握核心技術，一旦與美國產生衝突，就是「人為刀俎我為魚肉」的局面。作為中國自主研發、獨立運行的衛星導航系統，北斗系統成功打破其他國家對中國的技術封鎖，真正改變遭美國掣肘的困境。事實上，中國當年並非一開始就打算做自己的衛星導航系統，而是希望參與歐洲的伽利略系統，被排除在外才轉而發展北斗系統。

從另一個角度來說，北斗系統也為世界上其他國家提供GPS之外的另一個選擇。在GPS一家獨大的年代，世界各國實際上面臨不使用GPS就會變成「睜眼瞎」的困境。如今北斗系統開通，毫無疑問會衝擊美國對其他國家在科技、通訊、乃至政治領域的影響力。

年底壓軸大戲：「上九天攬月」

中國航天在2020年的壓軸大戲，毫無疑問是在12月17日返回地球、攜帶月球土壤樣本的嫦娥五號。

探月工程是中國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》明確的國家級科技重大專項標誌性工程，分為「探」、「登」、「駐」三大步，高科技含量極高。「探」、「登」、「駐」是實現月球探測最宏觀層面的「三步走，從世界範圍來看，美國已走完前兩步，前蘇聯（俄羅斯）已走完第一步，而中國及其他有探月實力的國家則正在走第一步。

嫦娥五號於11月24日淩晨4時30分，在海南文昌航天發射場由長征五號運載火箭發射升空，展開23天日與夜的行程後，於12月17日成功降落內蒙古四王子旗。這不僅是中國探測器首次登陸月球後返回地球，也是蘇聯月球24號探測器後，時隔44年，人類再次從月球上採集月球土壤樣本並帶返地球。

嫦娥五號時序表：

11月24日淩晨4時30分，長征五號運載火箭將嫦娥五號送入地月轉移軌道。
12月1日晚上11時許，嫦娥五號在月球正面預選著陸區著陸。
12月2日晚上10時，嫦娥五號完成月球表面自動採樣，按預定形式將樣本封裝保存在上升器攜帶的儲存裝置中。
12月3日晚上11時10分，嫦娥五號在月球表面首次實現五星紅旗的「獨立展示」。隨後上升器引擎點火起飛，嫦娥五號進入預定環月軌道。
12月6日清晨5時42分，嫦娥五號上升器成功與軌道器和返回器組合體交會對接。
12月6日中午12時35分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體與上升器成功分離，進入環月等待階段，擇機返回地球。
12月8日清晨7時30分左右，嫦娥五號上升器降落月面經度0度、南緯30度附近的預定落點。
12月17日淩晨1時59分，嫦娥五號返回器採用半彈道跳躍方式再入返回，在內蒙古四王子旗預定區域安全著陸。

嫦娥五號的目標是採集月球土壤樣本，該批樣本將會分成三大類處理，一類是會進入國家博物館，向公眾展示，另一類是與有關國家和世界的科學家共用，同時有一部分會按照國際慣例，可能作為國禮相送；最後一類就是用作科學研究工作。

根據國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華的介紹，嫦娥五號共計完成一次對接、六次分離，兩種方式採樣、五次樣品轉移，有11個重大階段和關鍵步驟，創造五項中國首次。

五項中國首次：

1. 在地外天體的採樣與封裝
2. 在地外天體上的點火起飛、精準入軌
3. 在月球軌道無人交會對接和樣本轉移
4. 攜帶月球樣本以近第二宇宙速度再入返回
5. 建立中國月球樣本的存儲、分析和研究系統

吳豔華表示，嫦娥五號是中國航天事業發展中里程碑式的新跨越，標誌著中國具備地月往返能力，實現「繞、落、回」三步走規劃完美「收官」，為中國未來月球與行星探測奠定堅實基礎。

未來圍繞月球探測主題，中國基本規劃確定探月工程第四期，總共包括四次任務。第一次任務是嫦娥四號月球背面著陸巡視探測。第二次任務是嫦娥六號，將進一步優化論證工程目標和科學目標。規劃當中，未來還有嫦娥七號和八號任務。

諷刺的是，科技的突飛猛進往往要在戰爭或衝突之下發生，一如冷戰時期美蘇爭霸為航空航天領域帶來的長足發展，近年來大國角力愈發激烈之趨勢也推動美國乃至各國制定太空探索的規劃。2017年12月，美國總統特朗普（Donald Trump）正式授權開啟「阿耳忒彌斯計劃」（Artemis program），其中就包括加速美國太空總署（NASA）重返月球的時間表，並擬定在2024年前將美國第一位女性太空人和第二批男性太空人送上月球南極。俄羅斯也打算繼續探月，計劃2025年前將3款探測器送上月球。此外，印度也於9月證實，印度太空研究組織計劃的月船三號將於2021年初發射，再次執行軟着陸月球任務。

不過，與上世紀冷戰期間的太空競賽相比，今次「月球競賽」除了意識形態方面的原因之外，亦有更為緊迫的理由，「誰將能夠獲得太空的巨大資源，制定太空貿易的規則」已經是切實且愈發緊迫的考量。

值得注意的是，對於中國探月工程的未來，中國探月工程總設計師吳偉仁曾在受訪時就表示，中國會在2030年之前，在月球南極建設一個科研站基本型，還可以借助月球作為跳板，前往更遠的深空、更遠的星球。彷彿科幻小說中的情節，如今卻真實的關乎中國國家利益。

步入2021：「強化國家戰略科技力量」

早前結束的中央經濟工作會議上，中央將「強化國家戰略科技力量」作為明年重點任務的第一項，航空航天作為「戰略科技力量」的重中之重，自然扮演重要角色。

吳艷華早前曾就未來計劃進行介紹，提到中國明年上半年將發射一個核心艙、兩個試驗艙、四艘貨運飛船及四艘載人飛船。火星探測方面，天問一號將於明年2月中旬到達火星。此外，國家航天局還有規劃三次行星探測任務，包括一次小行星的探測和取樣，一次火星的採樣返回，一次木星系環繞探測和行星穿越探測。

中國的計劃稱得上是規模可觀。未來的中國航天事業將如何繼續發展，又會如何對科技進步乃至國際局勢帶來影響，外界可拭目以待。