2012年的中國航天活動

2012年，中國航天活動精彩紛呈，發射次數與2011年持平，共19次，居世界第二，而且成功率達到100%，共將28個航天器送入太空。2012年的中國航天活動有許多亮點值得關注，例如，發射了我國首顆高精度民用立體測繪衛星資源－3以及資源－1的02C星，使我國衛星遙感圖像質量達到國際先進水平；發射了6顆“北斗”導航衛星，從而建成了“北斗”區域衛星導航系統；發射了天鏈－1的03星，它標志著我國第一代中繼衛星系統正式建成；發射了實踐－9A、9B衛星，它們是我國民用新技術試驗衛星系列的首批星；發射了環境－1C衛星，它與在軌的環境－1A、1B光學小衛星組成了“環境與災害監測預報小衛星”星座。最舉世矚目的中國航天活動是圓滿完成了神舟－9與天宮－1載人手控交會對接任務，并把我國首位女航天員送上了太空。

1 人造衛星

1月9日，我國用長征－4B火箭成功發射了資源－3衛星和盧森堡的船舶衛星－2（Vesselsat－2）小衛星。其中，資源－3進入高度約500km、傾角約97.5°的太陽同步軌道，7月30日正式投入使用，具有立體測圖功能和測圖精度高、影像數據量大、處理速度快等特點。它是我國首顆高精度民用立體測繪衛星，質量約2650kg，載有1組空間分辨率為2.1m（正視）和3.5m（前后視）的三線陣立體測繪相機（簡稱TLC相機），以及1臺空間分辨率為5.8m的多光譜相機（簡稱MUX相機，覆蓋寬度約50km），可提供3.5m分辨率立體影像和2.1m（全色）/5.8m（多光譜）分辨率平面影像，影像分辨率及測圖精度均為國內第一。資源－3是目前我國設計精度最高的遙感衛星，其中高程精度優于5m，較國外同類分辨率衛星影像質量更優。該衛星集測繪和資源調查功能于一體，影像數據覆蓋全球逾4.578×108km2，其中覆蓋中國領土9.3242×106km2，用戶為國家測繪地理信息局，使我國的測繪方式由大地測繪、航空測繪提升為航天測繪，還使我國地圖的更新率由過去的平均5年提升為60天。此外，我國重力衛星、雷達衛星和資源－3后續衛星研制也已列入相關計劃，以實現各種氣候條件下的地理信息獲取，為國家基礎測繪提供穩定、可靠的衛星數據源保障。

資源－3實現了多項國內第一：第一次實現我國遙感衛星多角度、多光譜綜合立體成像，立體測繪成功率達到100%，可同時獲取優于2.1m的全色數據和優于6m的多光譜數據；第一次使我國衛星遙感圖像質量達到國際先進水平，幾何定位精度達到30m；第一次實現我國超高碼速率遙感數據傳輸，數據傳輸速度可達900Mb it/s（比以往提高了4～5倍），每天接收、處理和存儲的數據可達1790GB；第一次實現了我國低軌遙感衛星5年設計壽命，大大提升了我國對地觀測衛星的應用效益。（詳情請看本刊2012年第9期）

1月13日，我國用長征－3A火箭成功發射了第4顆業務型靜止氣象衛星—風云－2F，最后定點在112°（E）赤道上空。該衛星是風云－2的03批衛星的首發星，用于接續02批衛星業務，與目前在軌運行的風云－2D和2E星共同組網，進一步強化了我國靜止氣象衛星“雙星觀測、在軌備份”的業務格局，在組網觀測的基礎上增加了靈活觀測能力，為氣象業務衛星連續、可靠、穩定運行打下了堅實基礎。風云－2的03批衛星共有3顆，是在02批衛星基礎上使汛期觀測間隔由30min縮短至15min，空間環境監測性能也成倍提升。它裝有2個主要設備：掃描輻射計和空間環境監測器。前者是獲取云圖的主要儀器，可以在非汛期每小時、汛期每30min獲取覆蓋地球表面約1/3的全圓盤圖像；后者能對太陽X射線、高能質子、高能電子和高能重粒子流量進行多能段監測，用于開展空間天氣監測、預報和預警業務。風云－2的03批衛星比02批壽命更長（從3年提高到4年），可有效抑制雜散輻射，探測精度更高，并具備對特定區域更加靈活的高頻次觀測能力，能對氣象圓盤圖的任意區域進行掃描，全天候對地球進行連續氣象監視，而不再受制于只能對劃定的15個區域進行掃描，大大提高了對災害性天氣的觀測、預報能力。以臺風預報為例，由于具有區域加密觀測能力，所以可使對臺風的定位定強預報時間提前10min，可為災害預警和防災減災工作節省寶貴時間。8月20日，風云－2F正式交付中國氣象局使用，這對進一步提高我國氣象探測精度，對臺風、強對流等監測預報具有十分重要的意義。目前，我國共成功發射了12顆“風云”系列氣象衛星，現階段共有7顆氣象衛星在太空“觀風測云”，其中包括3顆極軌氣象衛星和4顆靜止氣象衛星。

資源－3在軌飛行示意圖

運行在地球靜止軌道的“北斗”導航衛星示意圖

2月25日，我國用長征－3C火箭成功發射了第11顆“北斗”導航衛星，這顆運行在地球靜止軌道的衛星可使“北斗”導航衛星星座完全覆蓋中國西部地區，包括西藏和新疆的大部分地區，使“北斗”衛星導航整個系統的性能、精度和穩定性也進一步提高。4月30日，我國用長征－3B火箭成功發射了第12顆、第13顆“北斗”導航衛星至中圓軌道，這是我國首次用“一箭雙星”方式發射“北斗”導航衛星。9月19日，我國再次用長征－3B火箭把第14顆、第15顆“北斗”導航衛星送入中圓軌道。為了滿足“一箭雙星”發射任務的需求，長征－3B火箭在其標準型基礎上有較大改進，使用了雙星串聯外支撐技術、雙星發射軌道設計技術、雙星軌道分離技術和中圓軌道發射技術等6項新技術。同時，在火箭整體上還有26項適應性的狀態變化，包括整流罩設計、火箭總體設計、雙星分離系統設計和發射軌道設計等，從而既提高了發射效率，又提高了發射能力，對中國航天運載技術的發展也具有重要意義。10月25日，我國用長征－3C火箭成功發射了第16顆“北斗”導航衛星，它運行在地球靜止軌道。至此，“北斗”區域導航衛星星座建成，它由5顆地球靜止軌道衛星和9顆非地球靜止軌道衛星組成，其中9顆非地球靜止軌道衛星包括5顆傾斜地球同步軌道衛星（有2顆在軌備份）和4顆中圓軌道衛星。地球靜止軌道衛星采用東方紅－3A衛星平臺，用長征－3C火箭以“一箭一星”方式發射；非地球靜止軌道衛星采用東方紅－3衛星平臺，用長征－3A火箭以“一箭一星”或長征－3B火箭以“一箭雙星”方式發射。其主要功能是：定位、測速、單雙向授時、短報文通信；服務區域：中國及部分亞太地區；定位精度優于10m；測速精度優于0.2m/s；授時精度50ns；短報文通信120個漢字/次。

12月12日，中國中央電視臺（CCTV）第十三屆“中國經濟年度人物”評選揭曉，中國航天科技集團公司“北斗”衛星導航系統任務團隊榮膺“中國經濟年度人物創新獎”，“北斗”導航衛星總指揮李長江、總設計師謝軍和楊慧、長征－3A系列火箭總指揮岑拯、總設計師姜杰參加了頒獎典禮。

到2020年，我國將建成由35顆衛星組成的“北斗”全球衛星導航系統的星座。它由5顆地球靜止軌道衛星和30顆非地球靜止軌道衛星組成，其中非地球靜止軌道“北斗”導航衛星包括27顆中圓地球軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星。該星座不僅衛星數量和軌道多，導航定位精度高，還能與其他衛星導航系統兼容，并保留了“北斗”導航試驗衛星獨特的通信功能?！氨倍贰睂Ш叫l星系統總設計師楊慧表示，“北斗”全球衛星導航星座以中圓軌道衛星為主，另外還包括傾斜地球同步軌道衛星和地球靜止軌道衛星。這3種軌道衛星在衛星平臺、有效載荷上互有區別，在功能上各司其職。后續的“北斗”中圓軌道衛星在衛星平臺和載荷兩方面會做較大改動，主要包括增加衛星設計壽命，提高衛星自主生存能力，設計新的衛星結構構型，以適應“一箭多星”的發射方式，提供更高精度的星載時間基準，增加星間鏈路等?！氨倍贰敝袌A軌道衛星采用“一箭多星”的發射方式，其他2種軌道衛星依舊采用“一箭一星”的方式進行發射。

3月2日，我國首顆海洋動力環境探測衛星—海洋－2A正式在軌交付給國家海洋局投入使用。該衛星于2011年8月16日發射，同年10月1日，該衛星各有效載荷開始實施探測并下傳數據。它集主、被動微波遙感器于一體，每天可觀測全球近90%海洋區域的海面風場，觀測數據能有效補充國際上同類微波遙感衛星數據的不足，使我國首次具備了高精度測軌、定軌能力，以及全天候、全天時、全球探測能力，是目前世界上唯一在軌運行的，具備全天候、全天時、大面積、高精度，全球連續探測海洋高度場、浪場、風場、流場和重力場及溫度等海洋動力環境信息能力的海洋遙感衛星。在軌測試表明，海洋－2A在軌運行穩定、星地接口匹配，各項功能和性能滿足研制總要求，整體達到國際先進水平。海洋－2交付后，已與目前在軌運行的海洋－1B相互配合，分別以微波、光學2種觀測手段，將海洋動力環境監測與海洋資源探測相結合，構成空間立體監測系統，進一步完善我國海洋立體監測體系，大幅提升對地觀測衛星的調查和監測能力。

據海洋－2A總設計師張慶君介紹，該衛星實現了我國衛星遙感能力水平的五大提升。一是觀測精度達到了國際先進水平，測高精度8.5cm，有效波高精度0.5m，風速精度2m/s，風向精度20°，溫度精度1.0K；二是衛星測定軌精度達到國際先進水平，通過星載雙頻“全球定位系統”（GPS）、激光角反射器等設備，衛星測軌精度由米級提高到厘米級；三是成功開展了星地高速激光通信試驗，使我國在星地激光高速數據傳輸方面達到國際領先，為衛星光通信技術的推廣應用奠定了堅實的基礎；四是實現了部分關鍵部件自主研制，提升了我國衛星關鍵核心部件自主研發能力的發展；五是通過采用航天器數字集成設計系統，縮短了生產研制周期，衛星設計、研制生產過程中全面采用數字化技術，有效促進了我國衛星研制生產信息化水平的提升。張慶君說，海洋－2綜合能力較優，但與國際上一些針對某項海洋動力環境要素的專用探測衛星相比還有差距。比如，國外的賈森－2（Jason－2）海洋衛星的海面測高精度可達1～2cm，代表了國際最高水平。海洋－2A的產品精度要達到頂級水平，還需要星、地兩方面綜合能力的進一步提升。（詳情請看本刊2012年第9期）

準備出廠的海洋－2A衛星

資源－1的02C星與資源－3拍攝的大連2m分辨率融合影像

3月19日，我國向尼日利亞在軌交付尼日利亞通信衛星－1R（NigComSat－1R）。該衛星于2011年12月20日由長征－3B火箭發射，是采用我國東方紅－4衛星平臺研制的第8顆衛星，定點在42.5°（E）赤道上空。目前，這顆衛星性能穩定、狀態正常，由尼日利亞通信衛星公司負責運營。據悉，尼日利亞通信衛星－1R是繼尼日利亞通信衛星－1因太陽電池翼驅動機構故障在軌失效后，中國航天在不增加客戶額外成本的基礎上為尼日利亞重新建造的一顆替代星，發射質量5086kg，裝有28臺轉發器[8臺Ka頻段、14臺Ku頻段、4臺C頻段、2臺L頻段（用于導航）]和7副特別設計的反射型面天線（滿足復雜區域的覆蓋要求），整星在壽命末期時的輸出功率為8kW，可靠性為0.7，在軌設計壽命為15年。該衛星波束覆蓋非洲東西部、南非和歐洲的部分區域以及我國喀什地區，主要服務于尼日利亞及部分西非國家經濟共同體（ECOWAS）成員國。

3月31日，我國用長征－3B火箭成功發射了由法國泰雷茲-阿萊尼亞公司制造的亞太星－7（APStar－7）通信衛星。該衛星采用空間快車－4000（Sp ac ebus－4000）衛星平臺，裝有C頻段和Ku頻段轉發器各28臺，設計壽命超過16年，用于接替在軌運行的亞太星－2R，定點于76.5°（E）赤道上空，5月15日正式投入運營，覆蓋整個亞太地區、中東、非洲以及部分歐洲等區域，可為世界上75%的人口提供廣播和通信服務。

4月18日，我國研制的首顆民用寬帶、高空間分辨率遙感衛星—資源－1的02C星正式在軌交付給國土資源部投入使用。該衛星于2011年12月22日發射，是首顆專門為我國國土資源用戶定制的業務化運行衛星，發射質量約2056kg，整星功率大于2400W，設計壽命3年。它裝有2臺空間分辨率為2.36m的全色高分辨率相機（簡稱HR相機），1臺空間分辨率為5m全色/10m多光譜的相機（簡稱PMS相機）。為了更好地滿足用戶的業務應用需求，資源－1的02C星在02B星的基礎上提高了多光譜譜段的分辨率，更好地實現了全色和多光譜數據的融合。該衛星采用2臺全色高分辨率相機拼接的方式提供54 k m的成像幅寬，最大限度提升了高空間分辨率數據的觀測幅寬。在軌測試表明，該衛星運行穩定正常，圖像質量超過以前國內陸地觀測衛星，接近或達到國際先進水平，數據質量滿足1∶25000～1∶100000國土資源調查監測精度要求，最小監測圖斑面積達到133.34m2，可滿足對經濟發達地區、重點關注區域資源現狀高分辨率調查監測的要求，融合影像的屬性精度、面積精度、最小監測圖斑等指標與常規使用的法國斯波特－5（SPOT－5）、德國“快眼”（Rapid Eye）衛星數據接近。

天鏈－1中繼衛星飛行示意圖

5月6日，我國用長征－2D火箭成功發射了天繪－1的02星。該衛星由航天東方紅衛星有限公司研制，主要用于科學研究、國土資源普查、地圖測繪等諸多領域的科學試驗任務。該衛星獲取的遙感信息和試驗結果，可對我國科學研究和國民經濟建設起到積極作用。

5月10日，我國用長征－4B火箭成功發射了遙感衛星－14和天拓－1技術實驗衛星。遙感衛星－14由中國空間技術研究院負責研制，星上的1臺可見光相機和1臺紅外相機是國內各項綜合性能指標最高的相機，其中可見光相機是所在高度軌道上分辨率最高的相機，紅外相機則滿足高空間分辨率、高溫度分辨率和寬幅成像等多方面的技術指標要求。天拓－1由國防科技大學自主設計與研制，是我國首顆將星務管理、電源控制、姿態確定與控制、測控數據傳輸等基本功能部件集成在單塊電路板上的微小衛星，也稱單板納星，尺寸為425mm×410mm×80mm，質量為9.3kg。其主要任務是開展星載船舶“自動識別系統”（AIS）的接收、光學成像、空間環境探測在軌科學試驗。5月29日，我國用長征－4C火箭成功發射了遙感衛星－15，該衛星由上海航天技術研究院負責研制。11月25日，我國用長征－4D火箭成功發射了遙感衛星－16，該衛星由中國空間技術研究院負責研制。遙感衛星－14、15、16都主要用于科學試驗、國土資源普查、農作物估產及防災減災等領域，將對中國國民經濟發展發揮積極作用。

5月26日，我國用長征－3B火箭成功發射了中星－2A衛星。該衛星由中國空間技術研究院研制，可為全國廣播電臺、電視臺、無線發射臺和有線電視網等機構提供廣播、電視及寬帶多媒體等傳輸業務。

7月25日，我國用長征－3C火箭成功發射了天鏈－1的03星，它標志著我國第一代中繼衛星系統正式建成。中繼衛星的主要功能是進行天基測控和空天數據中繼，相當于把地面測控站搬到地球靜止軌道上，可使低軌道衛星的數據實時下傳，可極大提升低軌道衛星使用效益和應急能力，因此被稱為“衛星的衛星”。它集跟蹤、測控、數據中繼等多種功能為一體，是空間信息傳輸的樞紐和高效的天基測控設施，可建立“空-空-地”傳輸鏈路，具有高碼速率、高動態、高軌道覆蓋率的優勢，以及覆蓋性好、實時性好和經濟性好的優點，是空間信息傳輸的樞紐和高效的天基測控設施。天鏈－1的03星與2008年發射的01星、2011年發射的02星實現全球組網運行后，已使我國載人航天飛行任務的測控覆蓋率接近100%；同時，還為我國中、低軌道資源衛星提供數據中繼服務，為航天器發射提供測控支持。一般通信衛星的星載天線大多指向固定，而中繼衛星星載天線大多需要跟蹤高速高動態運動的低軌道航天器，所以研制中繼衛星最大的技術難點是在2個高速運動的目標之間建立穩定的鏈路，并實時傳輸大容量數據。我國已攻克了這一技術難題。今后，我國將進一步研制性能更好、質量更高的第二代中繼衛星。

用長征－2D火箭成功發射了我國研制的委內瑞拉遙感衛星－1

9月29日，我國用長征－2D火箭成功發射了我國研制的委內瑞拉遙感衛星－1（VRSS－1），這是我國首次向國際用戶提供遙感衛星整星出口和在軌交付服務，也是中委雙方繼2008年成功發射委內瑞拉衛星－1（Venesat－1）之后的再度合作。委內瑞拉遙感衛星－1采用中國空間技術研究院所屬航天東方紅衛星有限公司的CAST－2000衛星平臺，裝有2臺全色/多光譜相機和2臺寬幅多光譜相機。全色/多光譜相機是高性能光學小相機，在639km高的分辨率為2.5m（全色）/10m（多光譜），幅寬為57km，在成像譜段數量、覆蓋寬度、動態范圍和輕小型化等指標方面，超過了國內外同類型的遙感相機，居國際先進水平；寬幅多光譜相機利用成熟技術，采取“一步正樣”的研制模式，僅用1年多時間就研制完成，其在639km高的分辨率為16m，組合幅寬為369km，在軌壽命5年。該衛星具有±35°的快速側擺機動能力，可保證全色/多光譜相機在4天內對全球任意目標實現重訪，寬幅多光譜相機可在3天內實現對全球任意目標的重訪。上述相機成像清晰、圖像層次豐富。委內瑞拉遙感衛星－1是委內瑞拉擁有的第一顆遙感衛星，主要用于委內瑞拉國土資源普查、環境保護、災害檢測和管理、農作物估產和城市規劃等。該衛星相機于9月30日首次開機，10月1日首次傳回了第一幅國內實傳圖像。

10月14日，我國用長征－2C火箭以“一箭雙星”方式成功發射了實踐－9A、9B衛星。它們均采用CAST－2000衛星平臺，整星質量均為802kg。10月18日，實踐－9A上的高分辨率多光譜相機首次開機成像，下傳了第一軌數據，中國資源衛星應用中心隨后對數據進行處理，發布了高分辨率多光譜相機的快視圖。這2顆衛星是我國民用新技術試驗衛星系列的首批星，由航天東方紅衛星有限公司負責研制，主要用于衛星長壽命、高可靠、高精度、高性能、國產核心元器件和衛星編隊及星間測量與鏈路等試驗，包括國產化微波開關、新一代輕小型中繼用戶終端、精密恒溫固態控制器等十余個驗證項目，以此提升中國航天產品國產化能力。作為國防科工局“十一五”重點支持的民用航天科研工程，實踐－9A、9B能在軌驗證我國衛星發展急需的新原理、新技術、新設備和新材料，對提高我國衛星研制基礎能力，推進我國衛星技術水平的快速提升具有重要意義。這些新技術、新產品將進行充分的在軌試驗、測試和驗證，以加快新技術和產品的工程化、國產化進程。此外，衛星上還專門選用了新型空間環境效應探測器等，以進一步收集空間數據，為提升衛星可靠性與安全性做好保證。

實踐－9A、9B以系統級創新為牽引，目的是在軌進行星間編隊飛行技術試驗和微小型衛星平臺技術的在軌集成驗證，從而提升我國微小衛星平臺總體技術水平。另外，它們以提高關鍵核心產品性能指標和自主化為目標，對多種新產品進行在軌試驗，提升我國衛星能源、推進等關鍵分系統的性能和可靠性，推動產品升級換代；以高端元器件、原材料自主化為突破口，進行多種國產核心元器件和原材料考核評價，從而提升我國宇航級核心元器件的技術水平。其中，實踐－9B控制計算機的核心是我國首枚應用于航天的系統級芯片（So C）—SoC2008，該芯片有完全自主知識產權，這標志著我國已經全面突破和掌握了SoC系統級設計、抗輻射加固設計、容錯設計、高可靠實時操作系統設計以及驗證等關鍵技術，在世界處于領先地位。SoC技術為系統設計人員提供了一種全新的設計思路和手段，即在單一芯片上實現系統功能。采用SoC技術以后，航天型號不再處于持續基于國外計算機芯片進行設計的局面，能更加合理地確定航天電子產品技術方案、系統架構和性能指標，并根據航天的需要進行自主的改進和提高，逐步實現更高端國產化。因此，SoC技術是擺脫核心元器件受制于人的具有戰略意義的關鍵技術。

環境－1C雷達衛星示意圖

11月19日，我國用長征－2D火箭成功發射了3顆衛星，即環境－1C衛星、“新技術驗證衛星”和“蜂鳥”試驗載荷。環境－1C是我國首顆民用合成孔徑雷達（SAR）衛星，擁有光學、紅外、超光譜和微波多種探測手段，基本不受天氣和時間的影響，無論陰雨還是夜間，都能實現對地精確探測。與光學小衛星相比，雷達小衛星具有全天時、全天候對地觀測能力，其發展趨勢是逐步走向立體成像、多維度觀測，并實現對地面小形變等進行有效監測，為地震監測預報提供數據服務。

環境－1C采用CAST－2000衛星平臺，裝有S頻段微波大功率合成器和合成孔徑雷達天線，質量約800kg，設計壽命3年。其中的微波大功率合成器是我國在星載合成孔徑雷達領域的第1次應用；合成孔徑雷達天線采用可折疊式網狀拋物面結構，衛星入軌展開后長為6m、寬為2.8m，填補了中國星載架構式可展開天線技術領域的空白。

12月9日，環境－1C上的有效載荷首次開機成像，成功獲取了首幅合成孔徑雷達影像圖，影像圖圖像清晰，層次分明，信息豐富。至此，環境－1C實現星地鏈路連通，星地系統工作正常。

環境－1C入軌后與2008年9月成功發射的環境－1A、1B光學小衛星組成了“2+1”的“環境與災害監測預報小衛星”星座，它們可錯時對地觀測，實現互補，使目前的監測時段與范圍進一步擴大，實現了全天候、全天時的對地觀測。同時實現了立體觀測、多維度觀測、信息觀測的“能力集成”，從而不僅增強了我國大環境變化與災害觀測的能力，還能分辨較小的地面形變，空間分辨率最高可達到米級范圍，形成對我國大部分地區災害與環境情況的動態監測預報能力。

這一星座擁有光學、紅外、超光譜和微波多種探測手段，用于對生態環境和災害進行大范圍、全天候、全天時動態監測，及時反映生態環境和災害發生、發展過程，對生態環境和災害發展變化趨勢進行預測，對災情進行快速評估，為緊急救援、災后救助和重建工作提供科學依據。它還可以與地面監測手段相結合，提高環境和災害信息的觀測、采集、傳送和處理的能力，為提高我國的減災和環境保護能力提供有力的保障。

據環境－1C總設計師張潤寧介紹，“2+1”星座的具體任務主要包括兩方面：

一是災害監測與預報。它主要包括洪澇災害監測，旱災監測，臺風和風暴潮監測，地震、滑坡和泥石流監測，森林、草原火災測量，農作物病蟲害監測，海洋災害監測，以及災害損失評估、災害緊急救助輔助決策、災害救助與恢復重建評估。

二是環境監測與預報。它主要包括環境空氣質量監測，水環境質量監測，自然生態環境監測，固體廢棄物監測，區域與城市生態景觀格局動態監測，重大開發項目、重大工程的環境與生態監測，以及環境事故監測與追蹤調查，生態環境動態變化預警，生態環境狀況綜合評估，生態環境保護與可持續發展決策支持等。

根據該星座提供準確的可視化、高精準數據，其用戶單位—國家減災委和環保部可對生態環境和災害進行大范圍、全天候、全天時動態監測，及時反映生態環境和災害發生、發展過程，對生態環境和災害發展變化趨勢進行預測，對災情進行快速評估，為緊急救援、災后救助和重建工作提供科學依據。

“2+1”星座可初步形成對我國環境與災害監測的能力。針對我國地質環境復雜、災害頻發的特點，我國未來還將建立由4顆光學小衛星和4顆雷達小衛星組成的“4+4”星座，實現對我國及世界范圍內的環境和災害全天候、短重復周期的有效監測預報。在這個星座中，每顆衛星都將根據裝載的有效載荷承擔重要任務，綜合監測效果可以覆蓋絕大多數類型的環境和災害地區。特別是在重大災害面前，“4+4”星座的監測預報綜合能力將得到充分發揮，可以排除氣候、天氣等條件的干擾。該星座建成后，我國至少能夠每天2次有效監測災區災情。

神舟－9航天員準備進入天宮－1工作示意圖

本次搭載發射的“新技術驗證衛星”和“蜂鳥”試驗載荷，主要用于對新型航天器件、設備、材料、方法和微小衛星平臺等進行在軌驗證試驗，其中由深圳航天東方紅海特衛星公司獨立設計生產的“新技術驗證衛星”，是我國第一個由企業自主投資開展的航天新技術在軌驗證項目。該衛星質量129.9kg，設計壽命2年，是一顆全新設計的微小衛星，目的在于充分利用我國每次衛星發射時運載的剩余能力，開展常態化、低成本的搭載飛行試驗，為中外科研院所、大專院校以及企業所研發的宇航預研成果的空間在軌試驗驗證提供迅捷、廉價的搭載服務?！靶录夹g驗證衛星”本次飛行試驗搭載了中國航天科技集團公司所屬機構研發的15種新產品，重點對宇航新技術、新器件、新材料、部組件以及新概念方法等開展在軌試驗驗證。

11月27日，我國用長征－3B火箭成功發射了泰雷茲-阿萊尼亞公司制造的中星－12通信衛星。該衛星裝有24臺C頻段和23臺Ku頻段轉發器，是中國衛星通信集團有限公司運營管理的第13顆商業通信衛星，為亞洲、非洲和歐洲國家提供商業通信服務。

2 載人航天

神舟－9與天宮－1完成載人手控交會對接

6月16日18：37，我國用長征－2F遙九火箭成功發射了載有男航天員景海鵬、劉旺和我國首位女航天員劉洋的神舟－9載人飛船。其中01號航天員景海鵬是指令長，全面負責乘組和任務完成；02號航天員劉旺的工作重點是完成神舟－9與天宮－1的手控交會對接；03號航天員劉洋則主要負責航天醫學實驗和空間試驗管理。神舟－9還搭載約300kg的物品，其中以食品為主，此外還包括一些實驗物品。本次任務主要包括3個方面：一是進一步驗證自動控制交會對接技術，并首次驗證手控交會對接技術；二是全面驗證組合體的環境保障情況；三是驗證在神舟－8基礎上改進的神舟－9性能。本次任務具備三大特點：首先，這是我國第一次進行手控交會對接，神舟－9與2011年發射的神舟－8在技術狀態上是一致的，但由于神舟－9要執行載人手控交會對接任務，因此，對神舟－9進行了適當的修改；其次，這是航天員第一次進入天宮－1內；第三，由于飛船第一次搭載女航天員，因此對飛船和女航天員使用的航天服、座椅等進行了改進。

神舟－9準確入軌后，經地面遠距離導引和自主控制飛行，于6月18日在距地面高度343km的近圓軌道上，與天宮－1目標飛行器成功實現自動控制交會對接，形成組合體。同一天，航天員景海鵬首次成功進入天宮－1，隨后，劉旺、劉洋依次進入。6月24日，天宮－1與神舟－9組合體分離，神舟－9自動撤離至距天宮－1目標飛行器400m停泊點處。隨后，神舟－9以自動控制方式逐漸接近天宮－1，至140m停泊點后，神舟－9轉由航天員劉旺手動控制。在航天員景海鵬、劉洋的密切配合下，劉旺操作姿態控制手柄和平移控制手柄，控制神舟－9向天宮－1接近，成功進行了手控交會對接，第2次形成組合體，航天員再次進入天宮－1。在組合體飛行期間，3名航天員在軌工作和生活正常，開展了一系列的空間科學實驗和技術試驗。6月28日，航天員劉旺手動控制神舟－9與天宮－1再次分離，并撤離至140m停泊點，飛船轉入自主控制，繼續撤離至5km外安全距離，并開展了重入自主控制至140m停泊點的交會飛行試驗。6月29日，神舟－9進入返回程序，于當天準確降落在預定區域。天宮－1抬高運行軌道，進入高度約370km的長期運行軌道。

通過實施神舟－9任務，我國載人航天實現了多個首次：首次實施了航天員手控交會對接；首次考核了飛船手控系統；首次進行了航天員訪問在軌飛行器，在軌飛行10余天，這也是我國載人航天有史以來最長的一次；首次實現了地面向在軌飛行器進行人員和物資的運輸與補給；首次考核了天宮－1支持保障航天員工作生活的能力；首次安排了女航天員執行任務，填補了我國在女航天員選拔訓練、醫學監督和保障以及女航天員乘員設備等方面的空白。航天員在太空的飛行時間在此期間做了一系列的科學實驗和技術試驗，突破了一系列的關鍵技術，取得了一大批寶貴的試驗數據，為我國航天載人技術發展奠定了基礎，使我國對太空的認識、對載人航天規律特點的認識更加深刻全面。

在天宮－1與神舟－9空間交會對接任務中，神舟－9肩負著完成交會對接飛行等7項任務，并進行航天員手控交會對接等4個項目驗證。7項任務包括：①作為追蹤飛行器，在天宮－1目標飛行器的配合下，完成交會對接飛行任務；②進一步驗證改進型“神舟”飛船的性能；③在飛行期間，為航天員提供生活和工作條件；④為有效載荷提供上行、下行傳輸條件；⑤與天宮－1目標飛行器對接后，支持航天員和物品的艙間轉移；⑥確保航天員在完成飛行任務后安全返回地面；⑦飛行過程中一旦發生重大故障，在其他系統的支持或航天員的參與下，能自主或人工控制返回地面，并保證航天員的生命安全。4個項目驗證是：①全面驗證自控交會對接技術；②驗證航天員手控交會對接技術；③驗證飛船與目標飛行器組合體載人環境支持技術；④進行組合體駐留能力和在軌試驗驗證。通過這4個項目驗證，使“神舟”飛船第1次真正完成了載人天地往返運輸任務，天宮－1也第1次應用空間載人飛行的中期駐留支持技術執行任務。

我國第1位女航天員劉洋出艙

總之，天宮－1與神舟－9載人交會對接任務全面實現了“準確進入軌道、精準操控對接、穩定組合運行、安全健康返回”的總目標，稱得上結果圓滿、過程完美、成果豐碩。（詳情請看本刊2012年第6期、第7期）

完成首次受控生態生保集成實驗

12月2日，中國航天員科研訓練中心參試乘員唐永康、米濤走出密閉實驗艙門，圓滿完成了為期30天的我國首次受控生態生保集成實驗。此次實驗驗證了我國自主研制的受控生態生保系統集成實驗平臺，標志著中國航天員科研訓練中心在受控生態生保技術研究領域邁出了重要一步。

開展長時間、遠距離和多乘員的載人深空探測和地外星球定居是未來航天技術發展的必然方向，而建立受控生態生保系統是解決其生命保障問題的根本途徑。為此，中國航天員科研訓練中心于2011年首次在我國建成了受控生態生保系統集成實驗平臺。它利用植物的光合作用，一方面為乘員提供所需氧氣，同時凈化他們呼出的二氧化碳，完全實現大氣的“自給自足”，用專業術語來講，即達到100%的大氣閉合度。

此次實驗的重點是研究密閉系統中人與植物間的氧氣、二氧化碳、水等物質的動態平衡調控機制，并掌握就地供應乘員新鮮食物的方法，是我國首次開展受控生態生保系統整合研究。該平臺植物培養了生菜、油麥菜、紫背天葵、苦菊4種可食用蔬菜，主要用于為2名參試乘員提供呼吸用氧，并吸收乘員呼出的二氧化碳。在實驗過程中，每名乘員每餐還可親手采摘并食用新鮮蔬菜30～50g。此外，實驗中還穿插進行了密閉生態系統中的植物生理、乘員生物節律與熱反應、中醫辨證，以及心理學、工效學、食品營養學、環境醫學監測與評價、醫監醫保和空間站衛生清潔制度驗證等方面的科學實驗。同時，與德國合作開展了密閉環境中的乘員核心體溫生物節律研究。

在密閉實驗艙內的30天里，唐永康、米濤生活在總面積54m2的密閉艙內，模擬了航天員在太空的生存環境。他們每天06：30起床，23：00睡覺，在18m2的乘員艙吃飯、睡覺、健身（蹬自行車、拉拉力器）和上網，做心理學、中醫等方面科學實驗。密閉艙內還有36m2的植物培養艙，種植了4種氧氣轉化效率最優的蔬菜，即在同等種植面積下可以吸收最多的二氧化碳，釋放出最多的氧氣。綠色蔬菜在紅色發光二極管（LED）的照射下，長得很茂盛。乘員艙和植物培養艙的空氣是互相流通的，植物培養艙的植物通過光合作用凈化乘員艙內乘員呼出的二氧化碳，使艙室內的氧氣和二氧化碳保持動態平衡。兩人每天的食品以航天食品為主，菜品每4天輪換1次，但和太空中的航天員不同，他們吃到了新鮮蔬菜。這些蔬菜在進艙前已培養好，采摘后就可涂抹甜辣醬生吃。

實驗數據顯示，每天參試乘員上床休息后，艙內氧氣含量就會明顯升高；而早上起床開始刷牙時，艙內含氧量就會隨之降低；兩人在開展有氧體能訓練時，艙內的氧氣含量最低?？梢源_定，每13.5m2綠色植物可為1名航天員提供足夠的氧氣。該系統的最大特點是能實現系統內食物、氧氣和水等基本生保物質的全部再生，物質閉合程度高，可大大減少地面的后勤補給，并為航天員提供一個鮮活的綠色環境，從而調節其心理狀態。

我國受控生態生保系統集成實驗平臺中植物培養艙種植的4種綠色蔬菜，在紅色LED燈光的照射下長得很茂盛

“神舟”飛船應用的是第一代“非再生”生保系統，從天宮－1起已逐步納入第二代“物理化學再生式”生保系統。它們均使用高壓氧氣瓶供氧或電解制氧，維持航天員生命，使用化學藥劑凈化航天員呼出的二氧化碳。此次實驗標志著第三代生保系統取得階段性成功，下一步還需要實現飲用水的自給自足，并讓排泄物進入生態循環系統。而未來在用植物供氧的太空艙內，氧氣完全由搭載的4種蔬菜產生。高壓氧氣瓶和制氧藥劑將成為應急物品，只在二氧化碳濃度超限時使用。

此次實驗首次突破了“人-植物”大氣氧和二氧化碳交換動態平衡調控、微生物廢水綜合處理和循環利用等多項關鍵技術，大氣、水和食物的閉合度分別達到100%、85%和15%。該實驗的成功意味著我國已具備開展2～3人、30天或更長時間“人-植物”受控生態生保整合實驗的能力，為我國未來空間站受控生態生保飛行驗證奠定了基礎。通過在空間站培養植物，可為在軌航天員提供新鮮蔬菜，改善生活環境，緩解心理壓力。航天員有望在太空吃上自己種植的新鮮蔬菜，并實現植物提供用氧，為未來建設月球基地和登陸火星人員實現生命保障自給自足走出了第一步，而不必再重大新成果攜帶大量制氧劑和生活物資。

12月10日，國際權威學術期刊《自然-醫學》在線發表了中國航天的重大新成果——失重性骨丟失研究。它由中國航天員科研訓練中心、香港中文大學和軍事醫學科學院等聯合攻關近4年完成。該項研究發現和闡釋了造成失重和增齡性成骨能力降低的小核酸的功能，并在實驗中針對該小核酸開發了治療藥物，此藥物成功減緩了模擬失重和增齡導致的成骨能力下降以及骨丟失。這項重大突破向未來中國航天員在空間站長期駐留所導致的骨質丟失的防護，以及逆轉老年人骨質疏松方面邁出了堅實的一步。

3 空間探測

6月1日，已在日地拉格朗日2點（L2點）開展了10個月科學探測的嫦娥－2探測器成功變軌，進入飛往小行星的軌道。

12月13日，嫦娥－2在距地球約7×106km的深空與“戰神”（Toutites，又叫“圖塔蒂斯”或4179號）小行星交會。它們交會時的相對距離約3.2km，相對速度10.73km/s，并用星載監視相機對該小行星進行了光學成像，這不僅是我國首次實現對小行星的飛越探測，也是國際上首次實現對“戰神”小行星的近距離探測。此前，“戰神”小行星運行軌道參數主要來自國際上公布的數據，具有不確定性，所以精確預測軌道是嫦娥－2再拓展任務能否成功的關鍵。我國集中了國內多臺光學天文望遠鏡進行了小行星測軌，提高了測量精度，測算出“中國版本”的“戰神”小行星軌道，為與該衛星交會飛行軌道設計提供了重要依據?！皯鹕瘛毙⌒行且蜻\行時與地球距離近，被美國航空航天局列入“潛在危險小行星名單”。其形狀及自轉都極具特點。對其開展研究還有助于了解小行星在早期太陽系的碰撞演化的重要科學信息。嫦娥－2對“戰神”小行星的探測，使我國成為繼美國、歐洲航天局和日本之后，世界第4個探測小行星的國家或組織。在實現“軌道測得準、衛星控得住、圖像拍得好”的工程目標后，嫦娥－2工程完美收官。嫦娥－2再拓展試驗的成功實施，突破并驗證了衛星對小天體探測的軌道設計與飛行控制技術，實現了我國航天飛行從4×105km到7×106km以遠的跨越；為嫦娥－3任務新建成的喀什35m、佳木斯66m直徑大型深空站和上海65m甚長基線干涉測量（VLBI）站提供了最佳合作目標，進行了空間測試和標校試驗，驗證了天地測控設備的正確性和協調性；我國第一次綜合利用光學天文望遠鏡實現了對“戰神”小行星的飛行軌道精確測定，進一步驗證并完善了國際天文聯合會對小行星的軌道觀測數據；開辟了我國航天活動通過一次發射先后開展月球、L2點、小行星等多目標、多任務探測的先河。這些都為我國未來開展月球以遠的深空探測積累了寶貴的工程經驗。2013年1月5日，嫦娥－2深空探測成功突破1×107km，標志著我國深空探測能力得到新的躍升。

嫦娥－2拍攝的“戰神”小行星

4 其他活動

7月29日，我國新一代大推力液體火箭發動機點火試驗成功。新一代液體發動機由航天推進技術研究院研制，將成為我國新一代大推力運載火箭長征－5上的主力發動機。托舉神舟－9的長征－2F火箭發動機的單臺推力為75t。未來我國要建立自己的空間站，開展更深層次的宇宙深空探索，這就需要更大推力的火箭發動機。此次進行點火試驗的液體火箭發動機的單臺推力為120t，是我國目前單臺推力最大的液體火箭發動機。

新一代發動機采用液氧/煤油為燃料。此次點火試驗的發動機在7月28日完成了液體燃料加注，加注了98t液氧和30t煤油。發動機運行時的壓力從現役發動機的80個標準大氣壓提高到了180個標準大氣壓。同樣的時間里，該發動機可以帶動更多的燃料燃燒，推進劑的消耗量達到了420kg/s，而現役的發動機則不到300kg/s。新一代大推力發動機消耗1kg推進劑產生的推力比現役發動機提高了15%～20%，達到了世界先進水平。

目前，我國75t推力火箭發動機是采用偏二甲肼為燃料，與之相比，新一代大推力液體火箭發動機采用的煤油為燃料，它具有性能更高、無毒無污染、價格更便宜的優勢。1t煤油的價格不到1萬元，而偏二甲肼則是其數倍。新一代大推力液體火箭發動機不僅在推進劑、循環方式上與常規發動機不同，在最高壓力、渦輪功率、推進劑流量等設計參數上，也比現有發動機高出數倍，在推力噸位、性能方面有大幅度提高。

總之，與常規發動機相比，液氧/煤油發動機有諸多的優點：一是推力大；二是沒有污染，液氧和煤油都是環保燃料，而且易于存貯和運輸；三是經濟，比常規發動機推進劑便宜60%；四是可靠性高；五是可重復使用。

我國新一代大推力火箭發動機進行點火試驗

10月23日，我國空間科學領域首個國家重大科技基礎設施項目—東半球空間環境地基綜合監測子午鏈（簡稱子午工程）在北京通過國家驗收，進入正式運行階段。據介紹，子午工程建設歷時4年，建成了目前世界上跨度最長、監測空間范圍最廣、監測方法和手段最全、監測參數最多、綜合性最強的空間環境地基監測系統，處于國際同類科學裝置的領先地位。這項工程可大幅提高我國空間天氣預報能力和服務水平，有力支撐我國空間科學取得重大原創性成果，并使我國空間環境地基監測能力快速步入先進國家之列。據悉，子午工程遵循“邊建設、邊運行、邊產出”的原則，已經為神舟－8、9和天宮－1等國家重大航天發射任務提供了一系列的空間環境預報、警報和現報。

建在上海的直徑達65m射電望遠鏡落成

10月28日，直徑達65m的射電望遠鏡在上海正式建成。該射電望遠鏡高70m、質量約2700t，總體性能名列亞洲第一。它覆蓋了從最長21c m到最短7mm的8個接收頻段，涵蓋了射電天文研究的全部厘米波級和部分毫米波級的頻段，可以全方位360°轉動，以高精度指向需要觀測的天體和航天器，最高指向精度優于3"，是我國目前口徑最大、頻段最全的一臺全方位可動的高性能射電望遠鏡。其總體性能僅次于美國的110m射電望遠鏡、德國的100m射電望遠鏡和意大利的64m射電望遠鏡。65m射電望遠鏡的主反射面面積為3780m2（相當于9個標準籃球場），由14圈共1008塊高精度實面板拼裝成，每塊面板單元精度達到0.1mm，代表了國內大尺度高精度面板設計與制造技術的最高水平。其主反射面的安裝采用了國內首創的主動面技術，在面板與天線背架結構的連接處安裝有1104臺高精度促動器，用以補償跟蹤觀測時重力引起的反射面變形，提高高頻觀測天線的接收效率。促動器的單位精度可達15μm，即一根頭發絲直徑的1/2左右。該望遠鏡坐落的軌道由無縫焊接技術全焊接而成，這是國內首次采用全軌道焊接技術，解決了軌道焊接變形等多項技術難題。經過緊張的調試，于2012年年底前投入使用，它將在2013年參與嫦娥－3的精確定軌，為探月二期保駕護航。

11月13日，第九屆中國國際航空航天博覽會（簡稱珠海航展）在廣東省珠海市開幕。作為本屆航展主辦單位之一，中國航天科技集團公司攜帶了近170項最新成果參展，設立了宇航、防務、航天技術應用三大展區，全方位、多角度、立體化展示了我國航天領域取得的新成就以及航天技術的未來發展。

宇航展區集中展示了國家重大航天科技專項成果，以國家科技重大專項任務為主，重點展示了我國載人航天、月球探測、衛星導航定位系統以及應用衛星等領域所取得的最新成就，系統展示了整體實力和應用性，突出天地一體化的集成能力。神舟－9返回艙實物、天宮－1與神舟－9交會對接組合體模型、嫦娥－3月球著陸器模型等重要展品都首次在航展上亮相。此外，包含中星－11、6A、10，尼日利亞通信衛星－1R，委內瑞拉衛星－1和巴基斯坦衛星－1R在內的衛星大家族也整齊亮相。在宇航展區還有一個新成員就是空間站機械臂，它將作為在軌支持、服務的一個關鍵性技術逐步走上太空，并越來越受到各國的關注。這個集機、電、熱、視覺、動力學等多學科于一身的“長家伙”，能像一個智能機器人一樣通過視覺識別和智能分析，實現對空間站的組裝建造、運營管理、維修維護、輔助航天員出艙活動、支持大規模空間應用等。

航天技術應用展區聚焦了國家戰略性新興產業，全方位反映了航天技術對經濟建設和大眾生活的引領作用。該展區重點展示了近年來我國在衛星應用、清潔能源開發、節能環保、高端裝備制造、新一代信息技術、新材料等國家戰略性新興產業發展領域取得的一大批科技成果，為國家綜合部門、地方政府、行業提供系統解決方案，突出展示航天制造與服務相結合的系統集成能力，全方位反映航天技術對國民經濟建設的引領作用和重要貢獻。

珠海航展中的中國航天科技集團公司宇航展區

11月17日，在珠海航展上，中國航天科技集團公司分別與剛果（金）國家衛星通信公司、中國科學院、神華集團、國電公司、招商國際、上海鐵路、內蒙古伊泰集團等簽署協議，總金額逾300億元人民幣，主要包括剛果（金）通信衛星－1和“亞太星”在軌交付合同等。剛果（金）通信衛星－1在軌交付合同是繼尼日利亞之后我國向第二個非洲國家出口的衛星項目，衛星采用東方紅－4衛星平臺研制，定點在50.95°（E）赤道上空，覆蓋剛果（金）及整個中南部非洲，裝有32臺轉發器，由長征－3B增強型火箭于合同生效后3年內發射。“亞太星”也采用東方紅－4衛星平臺，裝有50臺轉發器，設計壽命15年，計劃于2015年底采用長征－3B增強型火箭發射。這是中國航天科技集團公司參加歷屆珠海航展以來簽署金額規模最大的一次，反映出該集團公司作為中國航天科技工業主導力量在國際化、產業化發展中的成就與科技創新能力。

我國迄今已實施包括4次通信衛星、1次遙感衛星在軌交付在內的共35次國際商業發射，發射衛星41顆，并提供7次搭載服務，與國際用戶簽署8個通信衛星出口合同。同時，中國航天已將商業合作拓展至中外科學研究、探月發射等領域。

11月18日下午，為期6天的第九屆珠海航展落幕。

12月19日，我國用長征－2D火箭成功發射了土耳其GK－2地球觀測衛星。這是我國在2012年的最后一次發射。這次發射任務是根據中國航天科技集團公司所屬中國長城工業集團有限公司與土耳其空間技術研究所于2011年5月簽署的發射服務合同實施的，實現了“長征”火箭在低地球軌道衛星對外商業發射任務領域沉寂10年后的重要突破，同時還是長征－2D火箭首次進入國際發射服務市場，同時也是我國運載火箭首次發射土耳其制造的衛星，標志著我國航天產品成功進入西亞北非市場。GK－2衛星由土耳其空間技術研究所與土耳其宇航工業公司聯合研制，主要用于土耳其的環境保護、國土礦物資源探測普查、城市規劃和災害監測與管理等。長征－2D火箭由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院研制。這是“長征”系列運載火箭的第174次發射。