2021年，我国在航天领域的最新成就?

2020年，中国航天全年共执行39次发射任务，发射载荷质量10306吨，发射次数和发射载荷质量均位居世界第二。其中，长征系列运载火箭完成34次发射。

长征五号B运载火箭首飞成功，拉开载人航天工程空间站阶段任务序幕。长征五号运载火箭全面投入应用发射，成功发射火星探测器和嫦娥五号探测器，实现了我国地球同步转移轨道运载能力由55吨级到14吨级的跨越。

长征八号运载火箭首飞成功，有效增强我国高密度发射任务执行能力。太阳同步轨道运载能力达到45吨，突破了快速集成设计生产、电气一体化、节流减载等关键技术，实现了发动机推力调节技术的首次工程应用，为可重复使用打下坚实基础，能满足卫星组网工程和商业发射服务需求。

大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关取得重要进展。我国最大推力分段式固体火箭发动机试车成功，为后续运载能力发展奠定了基础。

在航天器科技活动方面，全年共研制发射航天器77个，航天器总质量10261吨，数量和质量均位居世界第二。中国航天重大工程和专项任务稳步推进，大幅提升航天技术与应用能力。商业卫星研制机构数量持续增长，研制能力稳步提升，研制卫星类型从技术试验逐步向应用卫星转变。

新一代载人飞船试验船高速再入飞行试验圆满成功。此次试验完成了高速再入返回控制、热防护、群伞+气囊着陆方式、重复使用等技术飞行验证，飞船具备高安全、高可靠、模块化、适应多任务、可重复使用等特点，为中国载人登月飞船“启航”奠定了坚实基础。

嫦娥五号完成世界首次月球轨道无人交会对接。连续实现中国首次地外天体采样、地外天体起飞、地外天体轨道交会对接、第二宇宙速度高速再入返回等多项重大技术突破，完成了探月工程“绕、落、回”三步走发展规划，成为中国航天强国建设的重要里程碑。

“天问一号”火星探测任务迈出中国行星探测第一步。计划在国际上首次通过一次发射实现“环绕、着陆、巡视探测”三大任务，设定了五大科学目标，涉及空间环境、形貌特征、表层结构等研究，将推动中国在行星探测和基础科学研究方面的全面发展。目前，已成功实施环绕火星探测，并计划在2021年5月至6月择机着陆火星，开展巡视探测。

北斗三号全球卫星导航系统提前半年建成并开通。该系统是中国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统，采用了中国首创的混合星座构型，卫星核心器部件100%国产化。它可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务，性能指标达到国际一流水平。“北斗”，已迈进全球服务新时代。

通量宽带卫星系统启动建设。亚太6D通信卫星成功发射，是中国当前通信容量最大、波束最多、输出功率最高、设计程度最复杂的民商用通信卫星。卫星主要为亚太区域用户提供全地域、全天候的卫星宽带通信服务，满足海事通信、机载通信、车载通信以及固定卫星宽带互联网接入等多种应用需求。

高分辨率对地观测系统重大专项收官。这为中国长期稳定获得高分辨全球遥感信息提供了重要保障。中国高分系列卫星已基本形成涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分辨率对地观测体系，天基对地观测水平大幅提升，中国卫星数据自主化率进一步加大。高分辨率多模综合成像卫星、资源三号03卫星成功发射，增强了中国综合对地观测能力，其中高分辨率多模综合成像卫星支持多种敏捷成像模式，首次实现“动中成像、多角度成像”，图像获取效率大幅提升。

中国首个海洋水色卫星星座建成。海洋动力环境观测网建设有序推进，海洋一号D卫星成功发射，与在轨的海洋一号C卫星组成中国首个海洋水色卫星星座。海洋二号C星成功发射，与在轨工作的海洋二号B星组网，计划于2021年发射海洋二号D星。届时，海洋二号B/C/D星组网，将组成全球首个海洋动力环境监测网。

“张衡一号”卫星数据参与构建新一代全球地磁场参考模型。该卫星获取了中国首批拥有完全自主知识产权的全球地磁场观测数据，构建了15阶全球地磁场参考模型。“天琴一号”卫星实现国内最高水平的无拖曳控制技术在轨验证，为后续研制空间引力波探测航天器、构建高精度空间惯性基准，奠定了坚实技术基础。

实践二十卫星在轨验证通信、导航、遥感等多领域16项关键技术。卫星搭载的Q/V频段高通量通信载荷总体技术水平达到国际先进水平，为后续1太比特/秒高通量通信卫星和全球低轨互联网卫星研制奠定了基础，激光通信载荷实现10吉比特/秒地球同步轨道星地通信能力，创全球最高速率；量子通信载荷完成全球首次地球同步轨道星地偏振编码稳定传输，为牵引和推动相关领域的发展奠定了良好基础。

世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印完成在轨演示。新一代载人飞船试验船返回舱搭载的“复合材料空间3D打印系统”，在轨期间自主完成了连续纤维增强复合材料样件打印。此次实验，是中国首次太空3D打印，也是世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印实验，对于未来空间站长期在轨运行、超大型结构在轨制造具有重要意义。

麒麟 *** 作系统（Kylin OS）又叫做银河麒麟，是由中国国防科技大学研制的开源服务器 *** 作系统，是863计划重大攻克科研项目，是国家对国防科大最给予厚望的软件工程，于2001年开始研发。而创立的目的，是为了打破国外 *** 作系统的垄断，研发出一套中国自主知识产权的服务器 *** 作系统。简单来说，麒麟 *** 作系统就是中国自己的 *** 作系统！
如果说芯片是设备的“大脑”，那么 *** 作系统就是设备的“灵魂”，而对于过去以及如今的国内市场来说，芯片与 *** 作系统主要还是由国外来提供，而这就相当于将自己的“大脑”与“灵魂”交给他人，而这无疑是件非常要命的事情，所以麒麟 *** 作系统肩负着无比重要的使命。
据了解，之所以起名为“麒麟”，其实是源于“自嘲”，早期的麒麟 *** 作系统是将四种不同技术构架整合成一个系统，借鉴了四家的代码，底层采用 mach 微内核为蓝本；服务层采用 FreeBSD 系统为参照；应用层采用 linux 作参考；界面仿照 windows 来设计，是一个“四不像OS”，而这与中国神兽“麒麟”有相似之处，故取名为麒麟。
而在2006年麒麟系统诞生之初，国家曾经尝试将麒麟 *** 作系统替代进口系统工作，但是由于兼容性缺失的问题，并不能使用。2006-2009年期间，Linux发展如火如荼，最终麒麟系统转向使用了Linux内核，此时主流软件只要稍微适配便可在银行麒麟系统上运行，此时在党政军等关键机关开启了国产系统的替换潮。
在2016年，近万套的银河麒麟系统被航天科工采购，随后便逐渐在天舟飞船发射、北斗、军用飞机等领域应用，所以也就有了今天“中国航天用的是麒麟 *** 作系统”这一幕。另外在一些政务系统、军队管理系统以及大型国企系统也可以看到麒麟系统的身影。
除了在军用领域以外，民用领域麒麟系统也开始有所涉及。在去年的8月13日，中国电子发布了银河麒麟 *** 作系统V10，适应了5G时代的需求，打通了手机、平板电脑、PC等终端设备，实现了多端融合，功能与华为的HarmonyOS有着异曲同工之妙，同源支持飞腾、龙芯、申威、兆芯、海光、鲲鹏等国产平台。
除此之外，麒麟 *** 作系统V10还加入了麒麟 *** 作系统独创的kydroid技术，可以兼容支持2000余款安卓应用，而这也让麒麟 *** 作系统更便于向消费者终端设备替代，同时已有超过1000家国内外主流生态企业，在麒麟 *** 作系统V10上完成了1万款以上的软硬件产品适配。
另外麒麟 *** 作系统V10采用了类似Windows7风格的 *** 作界面，更容易快速上手，没有学习负担，同时在国产平台的功耗管理、内核锁及页拷贝、网络、VFS、NVME等方面开展优化，系统加载迅速、大幅提升了稳定性和性能。软件方面，集成了麒麟自研应用、搜狗输入法、金山WPS等应用。
麒麟 *** 作系统V10的发布，对于麒麟系统来说，是一个里程碑的事件，它将原本主要服务党政的系统，开始向消费者市场拓展，正式开始面向个人消费者。但是现阶段，民用领域所采用的麒麟 *** 作系统还是比较少的。与麒麟 *** 作系统V10相比，鸿蒙OS更注重消费者用户群体的 *** 作体验。
目前市面上的国产 *** 作系统也有许多，除了麒麟 *** 作系统、鸿蒙 *** 作系统以外，还有统信 *** 作系统（UOS）、阿里云系统（AliOS）、HopeEdgeOS（面向物联网领域 *** 作系统）等等，虽然这些系统仍有上升空间，但是却极大丰富了国产 *** 作系统市场，而这也为未来的国产 *** 作系统发展奠定了基础。在5G万物互联时代，国产 *** 作系统借助5G的优势，很有可能会实现弯道超车，而我们也期待那天的到来。

据新闻媒体报道，21日晚七点，天宫二号和神舟十一号的组合体进入天链一号03卫星的测控弧段，航天员在太空中实时观看了中央电视台播出的新闻联播。这已经不是“天链一号”卫星系统第一次展现它所带来的强大天地通信能力了。三年前，在神舟十号与天宫一号交会对接后，航天员王亚平进行了我国历史上第一次太空授课，在40分钟的时间里，飞船围绕地球转过了半圈，而视频信号却能清晰、连续的传输到地面上。观看太空授课的中小学生还能流畅的和太空中的航天员进行交流。如果只靠地面测控站，而没有“天链一号”，这种场景不会成为现实。

（直播画面右上角的“天链”标志说明此时视频信号是通过天链一号中继卫星系统传输的）

手机天线的收发距离并不大，而手机之所以能够随时随地的接入移动网络，是依靠移动运营商布置的大量移动网络基站。神舟、天宫等航天器在太空中飞行时，要与地面保持通信，就需要和移动通信基站功能相似的测控站来进行信号传输。由于无线电直线传播的特性和地球曲率的限制，地面测控站所能覆盖的范围有限。据测算，如过要实现对神舟、天宫的轨道通信全覆盖，需要在全球建设一百多个测控站，而这几乎是不可能的：一方面，我国领土范围有限，在境外大量设站又要考虑政治因素，难度较大；另一方面，地球表面约70%的面积是海洋，当飞船通过海洋上空时，只能通过大型测控船来进行通信，进一步增加了成本。在天链一号投入使用前，尽管我国在境外设立了若干测控站，也在海洋上部署了多艘“远望”号测量船，但对飞船轨道的通信覆盖率也只能达到13%。

（天链一号卫星“真容”）

天链一号中继卫星的出现，让天地通信的难题迎刃而解。它是宇宙飞船和其他卫星的数据中转站，运行在地球赤道上空36000千米的地球同步轨道，可以利用居高临下的优势，对轨道高度为300多千米的神舟、天宫和其他中低轨道航天器或地面目标进行跟踪、测控和数据中转。与地面测控站相比，天链一号这样的中继卫星最大的优势在于覆盖范围广。一颗天链一号卫星对神舟、天宫轨道的通信覆盖率就能达到50%，三颗天链一号卫星组网形成系统后，可以实现整个轨道的通信全覆盖。同时，使用中继卫星后，天地通信的带宽极大的提高了。地面向飞船的上行通信带宽由Kbps量级提高到了Mbps量级,下行通信带宽由Mbps量级提高到了百Mbps量级。在神舟七号任务期间，天链一号01星进行初步测试，更高的带宽让地面控制人员看到了更清晰的飞船画面，甚至能看清航天员的胡子。

中继卫星好处多多，但研发它也要克服许多技术难题。天链一号中继卫星的天线波束较窄，仅为015度～03度，这相当于一个人几乎看清处于它正前方的物体。在这种情况下，卫星必须使用高精度捕获飞船位置的技术，才能保持卫星与飞船间的通信链路。为了获得比较大的天线电尺寸（天线直径/信号波长），天链卫星使用了频率在26～40GHz的Ka波段信号。而工作在这个波段的天线，对天线尺寸的精度要求极高。直径为几米的天线，即便在太空极端的温差环境下，其形面误差也要小于04毫米，设计制造这样的天线是异常艰难的任务。天链一号在工作时，天线处于轨迹复杂、速度变化的运动中。天线转动部分的质量高达150Kg，如何在抵消天线转动的影响、保持卫星姿态稳定也是一个技术挑战。

我国的航天技术人员一一攻破了这些技术难题，成功的在2008年4月25日将天链一号01星送入太空。在当年9月的神舟七号任务中，天链一号01星进行了通信试验，成功的完成了对神舟七号载人飞船的精确捕获、链路建立、数据中继、测控和跟踪任务。在之后的两年中，天链一号02星和天链一号03星成功发射，形成了中低轨航天器100%的轨道覆盖率的中继卫星系统。目前，除了美国外，我国是唯一一个拥有全球覆盖能力的天基信息传输系统的国家。欧洲、日本、俄罗斯虽然也发射了中继卫星，但都没有形成全球覆盖能力。一般来说，由三颗同步轨道卫星组成的全球覆盖通信网，一般会将卫星均匀布置在同步轨道上，经度上的间隔为120度。美国的TDRSS网络就采用了这种方案。然而，如果天链一号采用这种方案，就必须在我国领土之外设立天链卫星的控管站。为了消除境外不确定因素的影响, 拥有完全独立自主的天基信息传输系统, 天链一号采用了另一种方案：将两颗天链卫星间的经度距离设置为160度左右，分别布置在我国的东西两侧，在国土的东西部各设一控管站, 利用高速光纤将它们和控管中心连成系统。将第三颗星置于东星和西星之间，起到增强能力和部分备份的作用。

（美国TDRSS网络的卫星布置）

(天链一号三星组网的卫星位置)

除了为载人航天屡立新功，天链一号还有许多其他的用途。比如，它可以为我国的地面观测卫星提供数据中继，当卫星运行在我国国土地面站不可见的轨道弧段时，高清数据也能通过天链卫星实时传回。以前，在发射同步轨道卫星时，火箭的飞行路径上总存在一段通信盲区，地面控制人员无法得到这个时段火箭的运行信息。天链一号的通信中继使得这样的盲区不会继续存在于今后的发射中。根据2008年解密的资料，美国TDRSS网络除了为NASA的航天活动提供服务外，还为美国国家侦查局的间谍卫星提供数据中继服务，在国防军事领域大展身手。而在目前国内公开的资料中，天链一号的服务对象还包括“特殊用途的飞机和其他飞行器等非航天用户”。在航天飞行之外，什么飞行器还要进入太空呢？读者朋友可以充分发挥想象。

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