年終盤點：這一年，我們逐夢寰宇、太空安家

◎ 科技日報記者 金鳳

星河浩蕩，逐夢九天。乘著夢想的翅膀，2022年的中國，用一次次壯美的騰飛和不懈的探索，在遙遠而神秘的太空中，不斷留下創(chuàng)新的印跡。

從神十三與天和核心艙的首次徑向交會對接，到中國空間站“T”字基本構(gòu)型建成；從問天實驗艙、夢天實驗艙成功“問天”，到載人飛船與貨運飛船形成“天作之合”；從航天員可以在太空駐留半年之久，到兩個乘組的六位航天員太空會師……這一年的中國航天，在探索浩瀚宇宙的新征程上跑出“加速度”，也為中國載人航天在而立之年鑄就了時代的豐碑。從此，屬于中國人的“天上宮闕”有了清晰的模樣。

月壤研究、火星探測……中國探索宇宙的腳步還在繼續(xù)，相信未來將會有更多發(fā)現(xiàn)給世界帶來更多驚喜。

神十三返回地球

中國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段完美收官

秋濃如酒時一飛沖天，春暖花開季載譽歸來。4月16日9時56分，在太空遨游半年的神舟十三號載人飛船在東風著陸場平安降落。時隔183天后，太空“出差”的3名航天員翟志剛、王亞平、葉光富順利出艙，重回地球的懷抱。

4月16日，神舟十三號載人飛船返回艙在東風著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸。新華社記者 彭源 攝

從16日0時44分神舟十三號載人飛船與空間站天和核心艙成功分離，到9時56分飛船返回艙在東風著陸場降落，此次天地穿行，創(chuàng)下了中國航天員從太空返回地球的最快速度紀錄。

這個紀錄，僅僅是神舟十三號載人飛船創(chuàng)造的諸多航天紀錄之一：2021年10月16日6時56分，神舟飛船采用自主快速交會對接模式，對接于天和核心艙徑向端口，這是我國載人飛船在太空實施的首次徑向交會對接；2021年11月8日，王亞平成為中國首位執(zhí)行出艙任務(wù)的女航天員，邁出了中國女性艙外太空行走第一步；2022年1月1日，神舟十三號航天員乘組在遙遠的太空迎來了新年的第一縷陽光，這是中國人首次在太空跨年，也是中國人首次在自己建造的空間站里歡度元旦。

漸入佳境的航天員，將更多的“首次”紀錄書寫在2022年。1月6日，我國首次利用空間站機械臂操作大型在軌飛行器進行轉(zhuǎn)位試驗；兩天后的1月8日，航天員首次通過手控遙操作完成貨運飛船與空間站組合體的交會對接……

中國人在太空一次次邁出的一小步，匯聚成了中國航天的一大步。

神舟凱旋，標志著中國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段的最后一次飛行任務(wù)、也是第6次飛行任務(wù)取得圓滿成功，同時也順勢拉開了中國空間站建造階段的大幕。

中國航天，又站在了一個新起點。

“祝融號”發(fā)現(xiàn)火星水活動跡象

為揭示火星奧秘提供線索

作為太陽系中與地球最為相似的星球，火星蘊藏著許多不為人知的奧秘，吸引著人類探尋的目光。中國“祝融號”火星車的到來，為揭示這些奧秘不斷提供線索。

“著巡合影”圖。圖源：國家航天局

5月11日，《科學·進展》發(fā)表了一項關(guān)于火星水活動的重要研究成果。我國科學家利用“祝融號”火星車獲取的數(shù)據(jù)，在地質(zhì)年代較年輕的“祝融號”著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)了水活動跡象，表明火星該區(qū)域可能含有大量以含水礦物形式存在的可利用水。

這標志著“祝融號”在國際上首次利用巡視器上的短波紅外光譜儀在火星原位探測到含水礦物。

“‘祝融號’在地質(zhì)年代較為年輕的著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)水活動的跡象表明，亞馬遜紀時期的火星水圈可能比以往人們認為的更加活躍。這一發(fā)現(xiàn)對理解火星的氣候環(huán)境演化歷史具有重要意義?！闭撐牡谝蛔髡呒嫱ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W院國家空間科學中心研究員劉洋說。

研究團隊還利用“祝融號”火星車獲取的短波紅外光譜和導航地形相機數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了巖化的板狀硬殼層，其中富含含水硫酸鹽等礦物。據(jù)推斷，這些硬殼層可能是由地下水涌溢或者毛細作用蒸發(fā)結(jié)晶出的鹽類礦物，膠結(jié)了火星土壤后經(jīng)巖化作用形成的。

“祝融號”的火星探測之旅捷報頻傳。9月26日，“祝融號”火星車在烏托邦平原實施的全球首個雷達探測結(jié)果發(fā)表于國際權(quán)威學術(shù)期刊《自然》。此次研究發(fā)現(xiàn)，火星車著陸區(qū)表面約10米厚的風化層下，存在兩套向上變細的沉積層序，這可能反映了距今35億—32億年以前多期次與水活動相關(guān)的火星表面改造過程；如今該區(qū)域火星表面以下0—80米未發(fā)現(xiàn)存在液態(tài)水的證據(jù)，但不排除存在鹽冰的可能。

神十四出征

開展一系列科普教育和文化傳播活動

夏風微拂，為神舟飛船送行。浩瀚蒼穹，盼飛天英雄到來。6月5日10時44分，驚天動地的巨響過后，長征二號F運載火箭托舉著載有3名航天員的神舟十四號載人飛船，從大漠深處的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心拔地而起，飛赴蒼穹。

這是我國載人航天工程立項實施以來的第23次飛行任務(wù)，也是空間站階段的第3次載人飛行任務(wù)。

這3名航天員在軌迎接了兩個空間站艙段、1艘載人飛船、1艘貨運飛船的來訪，與神舟十五號航天員首次完成在軌交接班，見證了貨運飛船與空間站交會對接最快世界紀錄等眾多歷史性時刻，并利用任務(wù)間隙進行了1次“天宮課堂”太空授課，并開展了一系列別具特色的科普教育和文化傳播活動。

問天實驗艙成功“問天”

讓中國空間站在軌運行風險更加可控

揚帆星河，逐夢九天。7月24日，中國空間站問天實驗艙在長征五號B運載火箭的托舉下，順利進入預(yù)定軌道，成功“問天”。

7月24日，搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。新華社記者 李剛 攝

這是我國載人航天工程立項實施以來的第24次飛行任務(wù)，問天實驗艙是中國空間站第二個艙段，也是首個科學實驗艙。

問天實驗艙由工作艙、氣閘艙及資源艙3部分組成，是我國迄今最大單密封艙體。艙內(nèi)設(shè)有3個睡眠區(qū)、1個衛(wèi)生區(qū)。完成對接后，中國空間站的“床位”數(shù)增加到6個，為神舟十四號、神舟十五號2個乘組、6名航天員實現(xiàn)“太空會師”奠定基礎(chǔ)。

問天實驗艙是一個集平臺功能與試驗載荷功能于一體的“全能型選手”。問天實驗艙與天和核心艙互為備份，關(guān)鍵平臺功能一致，可以完全覆蓋空間站組合體的工作要求。也就是說，在天和核心艙“想休息”的時候，問天實驗艙也能“帶你一起飛”。

除了保障航天員在軌長期駐留，問天實驗艙還提供了專用氣閘艙和應(yīng)急避難場所，讓中國空間站的在軌運行風險更加可控，在軌長壽命運行更加可靠。

在試驗載荷功能上，該艙裝載了8個實驗機柜、22個艙外載荷適配器，就像是把一個大型科學實驗室搬到了太空。問天實驗艙的能源管理系統(tǒng)十分強大，自帶高性能“發(fā)電機”與“配電器”。

空間站在軌建造完成后，天和核心艙的一個太陽帆板轉(zhuǎn)移到問天實驗艙資源艙尾部。天和核心艙專注于空間站管理工作，而問天實驗艙則成為名副其實的“主發(fā)電站”。

亞軌道運載器重復使用飛行試驗成功

為重復使用天地往返航天運輸技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)

8月26日，由中國航天科技集團有限公司所屬的中國運載火箭技術(shù)研究院自主研制的升力式亞軌道運載器重復使用飛行試驗獲得圓滿成功。

飛行試驗采用的運載器，經(jīng)健康檢測維護后，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心再次點火垂直起飛，按照設(shè)定程序完成亞軌道飛行，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機場，成功實現(xiàn)我國亞軌道運載器的首次重復使用飛行。本次飛行試驗的圓滿成功，有力推動了我國航天運輸技術(shù)由一次性使用向重復使用的跨越式發(fā)展。

早在1年前的7月16日，亞軌道重復使用演示驗證項目運載器就曾在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心準時點火起飛，按照設(shè)定程序完成飛行后，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機場，首飛任務(wù)取得圓滿成功。

**發(fā)展重復使用天地往返航天運輸技術(shù)是我國由航天大國邁向航天強國的重要標志，亞軌道重復使用運載器可作為升力式火箭動力重復使用航天運輸系統(tǒng)的子級，集多項航空航天技術(shù)于一身。**該項目的成功，為我國重復使用天地往返航天運輸技術(shù)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

夢天實驗艙發(fā)射

打造空間技術(shù)應(yīng)用研究“夢工場”

10月31日，中國空間站夢天實驗艙在長征五號B運載火箭的托舉下順利升空，打響了我國空間站建造任務(wù)的收官之戰(zhàn)。11月3日，中國空間站夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位，中國空間站“T”字構(gòu)型組裝完成。

圖源：中國載人航天

乍一看去，夢天實驗艙與問天實驗艙“長得很像”，但前者更加渾圓、流暢。夢天實驗艙的4個艙段中，工作艙通過對接機構(gòu)與核心艙相連，是航天員艙內(nèi)工作與鍛煉的地方，也是安裝艙內(nèi)科學實驗柜的地方；資源艙安裝對日定向裝置和柔性太陽翼；貨物氣閘艙和載荷艙則采用獨特的“套娃”設(shè)計，即氣閘艙藏在載荷艙的“肚子”里，是貨物進出艙的專用通道。

“如果把問天實驗艙比作‘國際機場’，夢天實驗艙就是‘國際貨運港口’?！焙教炜萍技瘓F八院空間站夢天實驗艙總體副主任設(shè)計師孟瑤介紹，夢天艙配置了獨有的載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)和全自動滑移的方形艙門，載荷可以自動進出艙，不再只依靠航天員“帶貨”，大大突破了出艙次數(shù)、載荷數(shù)量與大小的限制。

與“問天”不同，“夢天”不再配置再生生保系統(tǒng)以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)，而是作為專屬“工作艙”，可以開展更大規(guī)模的空間研究實驗和新技術(shù)試驗?？茖W家將它稱為空間科學研究與應(yīng)用的“夢工場”。

夢天實驗艙是中國空間站上載荷支持能力最強的艙段，艙內(nèi)配置了13個標準載荷機柜，主要面向微重力科學研究，可支持流體物理、材料科學、燃燒科學、基礎(chǔ)物理以及航天技術(shù)試驗等多學科方向研究。

同時，夢天艙艙外還配置了37個載荷安裝工位，特別是載荷艙上配置了2塊可以在軌展開的暴露載荷實驗平臺和1個固定式暴露平臺，從而可以進行更加徹底的“太空環(huán)境”實驗。

一次飛行任務(wù)3次出艙

驗證相關(guān)支持設(shè)備功能性能

“感覺地球就在我的眼前，這么近，向我撲面而來。”9月1日18時26分，神舟十四號航天員陳冬打開問天實驗艙氣閘艙艙門后，激動之情溢于言表。隨后，經(jīng)過約6小時的出艙活動，航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同，完成出艙活動期間全部既定任務(wù)。

9月2日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十四號航天員劉洋（左）結(jié)束出艙任務(wù)正在返回的畫面。新華社發(fā)，李杰 攝

此次是航天員首次從問天實驗艙氣閘艙出艙、由小機械臂輔助實施的出艙活動。**航天員出艙活動期間，天地間周密協(xié)同、艙內(nèi)外密切配合，先后完成了問天艙擴展泵組安裝、問天艙全景相機抬升、艙外自主應(yīng)急返回驗證等任務(wù)，全過程順利圓滿，檢驗了航天員與小機械臂協(xié)同工作的能力，驗證了問天實驗艙氣閘艙和出艙活動相關(guān)支持設(shè)備的功能性能。

此次出艙活動，創(chuàng)造了多個“首次”：航天員陳冬、劉洋首次執(zhí)行出艙任務(wù)；航天員首次從氣閘艙出艙，出艙口更“寬敞”；首次采用小機械臂轉(zhuǎn)移航天員……

此次出艙只是神十四乘組出艙任務(wù)的序曲。9月17日和11月17日，該乘組又分別執(zhí)行了一次出艙任務(wù)。

第三次出艙活動期間，航天員完成了天和核心艙與問天實驗艙艙間連接裝置、天和核心艙與夢天實驗艙艙間連接裝置安裝，搭建了一座三艙間艙外行走的“天橋”，航天員蔡旭哲通過“天橋”實現(xiàn)了首次跨艙段艙外行走。

天舟五號貨運飛船發(fā)射成功

創(chuàng)世界最快交會對接紀錄

滿載貨物飛天云霄，跨越星海奔赴天宮。11月12日，隨著海南文昌海岸上急速升騰起一股壯美的白煙，天舟五號貨運飛船在長征七號遙六運載火箭的穩(wěn)穩(wěn)托舉下，成功發(fā)射。

**從按下發(fā)射按鈕到與空間站交會對接，天舟五號貨運飛船僅用了2個小時，實現(xiàn)了“太空貨運專列”到“太空貨運高鐵”的華麗升級。**我國快速交會對接技術(shù)成功在軌實施，標志著中國航天交會對接技術(shù)取得新的技術(shù)突破。

11月12日，在北京航天飛行控制中心拍攝的天舟五號貨運飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接示意圖。新華社發(fā)，孫豐曉 攝

天舟五號是我國第5艘貨運飛船，是中國空間站在太空形成“T”字構(gòu)型后迎來的首位“訪客”，也是中國航天員首次在軌迎接貨運飛船。天舟五號為全密封貨運飛船，是世界現(xiàn)役貨物運輸能力最大、在軌支持能力最全面的貨運飛船。

天舟五號上裝載了航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)和空間應(yīng)用領(lǐng)域的貨物共計約5噸，攜帶補加推進劑約1.4噸，為神舟十五號乘組3人6個月在軌駐留、空間站組裝建造和空間應(yīng)用領(lǐng)域提供物資保障。同時，天舟五號還充分利用貨運飛船上行運力資源，搭載多項試驗載荷，支持開展空間科學與技術(shù)試驗，具備承擔空間站姿態(tài)軌道控制、并網(wǎng)供電以及空間站遙測、數(shù)據(jù)傳輸支持等能力，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的綜合效益。

與以往貨運飛船不同，天舟五號的對接目標是達80噸量級的空間站組合體。此次任務(wù)的成功，也充分證明了貨運飛船對接機構(gòu)對大噸位目標的適應(yīng)性。

神十五發(fā)射成功

中國空間站首次形成“三艙三船”組合體

“5、4、3、2、1，點火！”11月29日23時08分，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，約10分鐘后，神舟十五號載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道。

飛船入軌后，按照預(yù)定程序與空間站組合體進行自主快速交會對接，神舟十五號航天員乘組與神舟十四號航天員乘組進行在軌輪換。在空間站工作生活期間，航天員乘組將進行多次出艙活動，完成艙內(nèi)外設(shè)備安裝、調(diào)試、維護維修、組合體管理、空間科學與技術(shù)實（試）驗等各項任務(wù)。

這是我國載人航天工程立項實施以來的第27次飛行任務(wù)，也是進入空間站階段后的第4次載人飛行任務(wù)。此次發(fā)射成功標志著空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證和建造階段規(guī)劃的12次發(fā)射任務(wù)全部圓滿完成。

神舟十五號載人飛船的發(fā)射，也創(chuàng)下了我國在超低溫天氣成功發(fā)射載人飛船的新紀錄。

在空間站建造階段，發(fā)射場對發(fā)射塔架進行了整體性改造，對非標塔勤系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、加注供氣系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)進行了全面升級。任務(wù)前，他們又對設(shè)備進行了專項狀態(tài)復查和多次調(diào)試，加溫效果明顯改善。

11月30日5時42分，神舟十五號載人飛船自主快速交會對接于天和核心艙前向端口，加上問天、夢天實驗艙，神舟十四號、天舟五號飛船，中國空間站首次形成“三艙三船”組合體，達到當前設(shè)計的最大構(gòu)型，總重近百噸。

中國科學家首次在月球上發(fā)現(xiàn)新礦物

“嫦娥石”深化人類對月球和太陽系的認知

地球38萬公里外，月球的奧秘正在一點點被揭曉。9月9日，國家航天局、國家原子能機構(gòu)聯(lián)合宣布，**中國科學家首次在月球上發(fā)現(xiàn)新礦物，并命名為“嫦娥石”。**該礦物是人類在月球上發(fā)現(xiàn)的第六種新礦物，其單晶顆粒的粒徑只有10微米大小，不到一根頭發(fā)絲直徑的1/10。我國成為世界上第三個在月球發(fā)現(xiàn)新礦物的國家，這也是嫦娥五號月球樣品研究取得的又一重大科學成果。

我國科學家首次發(fā)現(xiàn)月球新礦物并命名為“嫦娥石”。圖為中核集團核工業(yè)北京地質(zhì)研究院研究人員在稱量月壤。新華社發(fā)，中核集團核工業(yè)北京地質(zhì)研究院供圖

專家介紹，“嫦娥石”發(fā)現(xiàn)于嫦娥五號月球樣品的玄武巖碎屑中，是一種新的磷酸鹽礦物，屬于隕磷鈉鎂鈣石族。

“新礦物的發(fā)現(xiàn)，為月球形成和演化提供了更多基礎(chǔ)科學數(shù)據(jù)，深化了人類對月球和太陽系的認知。”國家原子能機構(gòu)副主任董保同表示，這是我國在空間科學領(lǐng)域取得的一項重大科學成果，也是跨行業(yè)跨專業(yè)協(xié)同合作的一次成功探索。

除了“嫦娥石”，2022年是嫦娥五號月壤樣品研究有所收獲的一年。

2022年1月，中國團隊首次獲得了月表原位條件下的水含量。最新研究顯示，1噸月壤中大約有120克水，1噸巖石中大約有180克水。結(jié)合樣品分析，月壤中的水絕大部分來自太陽風，巖石中多出來的水則可能是月球內(nèi)部水。

2022年5月，中國學者通過研究0.2克月壤樣本，發(fā)現(xiàn)其中一些成分可作為催化劑，在太陽光作用下，將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和燃料。

2022年6月，中國科研人員發(fā)表論文，宣布發(fā)現(xiàn)月壤中鈦鐵礦顆粒表面都存在一層非晶玻璃。

來源：科技日報