新中國的第一

2019年是新中國成立70周年。70年風云翻卷，70年奮斗探索，無數中華兒女把勤勞和智慧貢獻給了祖國，在新中國的美麗畫卷上留下了許多值得銘記的“第一”“首次”。我們梳理出70個第一，記錄新中國砥礪前行的奮斗歷程，見證新時代開拓創新的精神力量。

第一顆天文衛星：暗物質衛星“悟空”

尋找暗物質存在的證據，對于人類理解宇宙形成、探索宇宙本源以及基礎物理研究具有重大意義。我國的暗物質粒子探測衛星 ——“悟空”，是我國的第一顆天文衛星。

在中科院紫金山天文臺，每天科研人員都會對暗物質衛星“悟空”和它傳回的數據進行監測和分析。每天清晨和傍晚，“悟空”都會路過中國上空，傳回約16G的數據。

據科學家們推測，在宇宙的構成中，暗物質占到25%，暗物質不帶電荷，不與普通物質發生除引力以外的其他相互作用，能夠穿越電磁場，很難被直接探測到。由于它對探索宇宙起源和基礎物理研究具有重大意義，因此世界各國都在努力證實暗物質的存在。2015年12月17日，我國的暗物質粒子探測衛星“悟空”成功發射，它也是我國的第一顆天文衛星，從立項、設計到研制交付，經過了約4年的時間。

不僅研制速度快，而且性能優。“悟空”是世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優的空間高能粒子探測器。運行不到2年，“悟空”獲取了首批科學成果——探測到超過35億高能粒子，獲得了世界上最精準的高能電子宇宙線能譜，并且在人類鮮有涉足的1.4太電子伏特處，發現了流量異常變化的跡象。這一現象在此前從未被發現，如果被證實，將是重大科學突破。

截至目前，“悟空”已繞地球飛行了2萬多圈，積累了超過20T的數據。雖然設計壽命只有3年，但經過評估，衛星狀態優異仍可平穩運行，未來將繼續工作，為暗物質研究積累更多科學數據。

“悟空”的“火眼金睛”，打開了一個前所未有的窗口，而我國通過其他途徑來探尋暗物質的研究和嘗試也在不斷進行中。不久前，世界最深的極深地下實驗室——“中國錦屏地下實驗室”正式啟動新階段建設，到山頂2400米的垂直距離，使得它幾乎沒有宇宙射線干擾，將為暗物質相關實驗研究提供平臺支撐。中科院環形正負電子對撞機也有新進展，其加速器系統多項關鍵部件的物理設計通過評審，對撞機預計將在“十四五”時期開始建設，2030年前竣工，也將助力研究宇宙早期演化、尋找暗物質等未解的科學問題。

宇宙很大，暗物質或許將是人類打開星際探索大門的一把鑰匙，逐步開啟人類探索宇宙的新征程。

第一個探月工程——嫦娥工程

嫦娥奔月是著名的中國古代神話故事。現如今，“嫦娥奔月”已經從神話變成了現實。

2007年10月24日18時，中國嫦娥一號衛星，由長征三號甲運載火箭在西昌衛星發射中心發射升空，奔向38萬公里之外的月球。這是我國第一顆繞月人造衛星，以中國古代神話人物嫦娥命名。嫦娥一號衛星首次繞月探測取得圓滿成功，使我國成為世界上為數不多的具有深空探測能力的國家。

中國探月工程首任月球應用科學首席科學家中科院院士歐陽自遠說：“論證了10年。1993年開始論證，一直到2004年批準，最后國家批準了叫（中國探月工程）嫦娥工程。因為我們人類要離開地球，第一步不管任何人，你要跨出門檻。這個門檻是什么？月亮。”

按照“繞”“落”“回”三步走的戰略，我國相繼發射了多顆月球探測器。相比于世界，中國探月工程雖然起步晚、時間短，卻創造了一個又一個人類探月史上的第一次。

2010年10月1日，中國嫦娥一號衛星發射升空，首次獲得了7m分辨率的世界最清晰全月圖。

2013年12月2日，中國嫦娥三號探測器發射升空，12月14日成功落月，在國際上首次實現基于機器視覺的自主避障和高精度軟著陸。

2019年1月3日，嫦娥四號成功軟著陸到月球南極馮·卡門撞擊坑，巡視探測人類航天器從未到達過的月球背面。

歐陽自遠說：“為什么要到那兒去？我們要找月球丟失的一段歷史，距今41億年到45億年以前。在月球正面沒有找到記錄，月球背面可能有，就要落到那兒去，有專門月球車在上面做，最后我們發現，最古老的（月球歷史）人類第一次找到了。”

嫦娥四號任務取得圓滿成功，是我國向航天強國目標邁出的關鍵一步。目前，嫦娥四號著陸器和玉兔二號月球車，已經成功完成喚醒設置，進入第8個月晝工作。月球上的一個晝夜也就是一天，相當于地球上的28天。在此次喚醒之前，玉兔二號已經在月球上累計行駛了237.87米。除了我國自主研制的主載荷外，荷蘭、沙特、德國和瑞典等國家搭載的中外科學載荷，將陸續開機，按計劃開展科學探測。

離開地球飛向太空。未來，中國除了實現載人登月，還要建設月球基地，甚至到太陽系中更遠的鄰居星球去作客。

第一塊4米量級碳化硅反射鏡

大口徑反射鏡是光學觀測系統的核心元件，通常口徑越大，其探測能力就越強。由我國科學家自主研制的直徑4.03米的碳化硅反射鏡是目前世界上口徑最大的該類型的反射鏡。

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的實驗大樓內，直徑4.03米的碳化硅反射鏡已經被組裝到觀測設備上。在2018年8月通過驗收之后，這塊世界最大口徑的碳化硅反射鏡就被轉運到了裝配間，進行工程應用前的檢測調試。

長期以來，大口徑反射鏡的制備都被西方國家所壟斷。為了實現這一領域的技術突破，中科院長春光機所科研團隊從2009年起，就開始了艱難而漫長的探索。在研制過程中，燒制一個完美無瑕的鏡坯是他們遇到的最大困難。鏡坯直徑大了容易變形，必須通過合理的輕量化結構來控制曲率誤差。同時，為了不出現裂痕，科研人員還要保證燒制爐內部溫度場均勻，一個個前所未有的難題撲面而來。經過8年多的不斷嘗試和探索，在第5次燒制后，科研團隊終于成功做出了一個令他們滿意的鏡坯，再經過對其精細打磨、拋光、檢測、鍍膜，最終各項指標均達到了預期的目標。

在此研究的基礎上，該科研團隊正在進行最新的10納米精度大口徑離軸曲面碳化硅反射鏡的研制工作，它可以使得整個反射鏡的視場角由原來的2.5度提升到75度。一系列高精度、大口徑反射鏡的成功研制，將在未來我國的天文觀測、深空探測等國家重大科技項目中得到廣泛應用。

第一個空間實驗室平臺“天宮一號”

作為中國航天史上規模最大的跨世紀重點工程，中國載人航天工程實施至今，取得了舉世矚目的成績。

伴隨著航天員楊利偉駕乘的“神舟五號”飛船圓滿完成首次載人航天飛行，中國載人航天工程第一階段任務圓滿收官。第二階段最核心的任務就是空間交會對接。“天宮一號”作為一個全新的載人航天器，既要作為交會對接的目標飛行器，又要實現從單一航天器飛行，到多航天器在軌對接、組合體飛行的跨越，還要具備空間實驗室平臺能力，確保航天員駐留安全，保障空間科學與技術實驗。

中國航天科技集團五院空間站系統總設計師楊宏說：“‘天宮一號’要一次飛行，首發必須成功，而且要長期在軌運行，還要接納3次飛船訪問，多個航天乘組的進入，還要完成多個任務目標，這就是我們面臨的最大的技術難點。”

“天宮一號”升空32天后，迎來第一個來訪者“神舟八號”，兩個七八噸重的航天器，從相距上萬公里的不同軌道，以每秒7.8公里的速度趕赴約會。對接時，相對速度不能超過每秒0.2米，橫向偏差不能超過18厘米。交會對接技術是發展載人航天必須攻克的基礎技術，是航天大國秘而不宣的核心技術，只能自主創新、自我突破。

楊宏介紹說：“兩個航天器的機、電、熱，各個多專業系統要有機地融為一體，就相當于一個1加1要等于1。分離的時候，兩個航天器還要各自成為獨立的飛行器。我們11項關鍵技術在‘天宮一號’得到了突破和掌握，全面應用到了空間站。”

“天宮一號”突破和掌握了在軌航天器組合體控制和管理技術、大型密封艙壁板制造技術、精確姿態控制的控制力矩陀螺技術、可補加推進劑的金屬膜盒貯箱技術等多項空間站關鍵技術。2011年11月3日，飛控大屏顯示，12把對接鎖準確啟動，上千個齒輪和軸承同步工作，“天宮一號”與“神舟八號”緊緊相牽，對接成功！隨后兩年中，“天宮一號”又成功完成了和“神舟九號”“十號”的交會對接和相關任務。2016年3月16日，在軌飛行1630天的“天宮一號”目標飛行器正式終止數據服務，全面完成了歷史使命，進入軌道衰減期。

作為我國航天領域規模最大，技術難度最高的國家重大工程，載人航天工程目前已成功發射12艘飛船和“天宮一號”目標飛行器，“天宮二號”空間實驗室，將11位航天員14人次送入太空，安全返回。實現了從無人飛行到載人飛行，從一人一天到多人多天，從空間出艙到交會對接，從單船飛行到組合體穩定運行，從航天員短期飛行到中期駐留等一系列重大技術突破。我國載人航天工程第二步任務取得全面勝利，工程全面邁進空間站時代。

第一個自貿試驗區：打造改革開放新格局

自由貿易試驗區被稱為我國改革開放的“新試驗田”，作為我國第一個自貿試驗區，上海自貿試驗區自2013年設立以來，在投資、貿易、金融等領域先行先試、大膽創新，取得了一系列成果。

上海浦東，楊高北路，6年前，中國第一個自貿試驗區——上海自由貿易試驗區在這里掛牌。這塊當時總面積只有28.78平方公里的“新試驗田”，承擔著在新時期為全面深化改革和擴大開放探索新途徑，形成可復制、可推廣經驗的重任。

上海自貿試驗區推進工作領導小組辦公室副主任朱民說：“怎么去建這個自貿試驗區，沒有現成的路可走，也沒有現成的經驗可以參照，在做了很多的探索以后，提出在投資、貿易、金融、事中事后監管這四個領域，作為主攻方向進行系統的改革。”

掛牌當晚，上海自貿試驗區發布中國第一份外商投資準入負面清單。自那時起，自貿試驗區的外商投資不再需要事事審批，只要不是法律所禁止的，都可以做，不涉及外商投資準入負面清單的，備案即可。

朱民回憶說：“第一版負面清單出來的時候190條，有人說多了，那么還有部門說不夠，但是畢竟出了第一版，不斷地優化、完善，才有第二版。現在我們看到，到2019年只有30多條了，應該講這個開放度，其實也遠遠超出了我們的想象。”

確立以負面清單為核心的投資管理制度、建立國際貿易“單一窗口”、創設自由貿易賬戶、率先試行“證照分離”……自成立以來，上海自貿試驗區對標國際最高標準，“大膽試、大膽闖、自主改”，在促進貿易投資便利化、自由化等方面逐步探索建立起一系列創新制度。如今外商投資申報材料由10份減少到3份，辦理時間縮減到1個工作日，95%以上的投資項目都以備案方式設立。制度創新進一步激發了市場活力和經濟發展動力，自成立以來，上海自貿試驗區新注冊企業6萬多家，超過掛牌前20多年的總和，探索形成的100多項改革創新成果在全國復制推廣。

北斗導航系統開啟全球服務

2018年12月27日，北斗導航系統開始向全球提供服務。這個由中國自主建設、獨立運行，與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統，經過近30年的創新發展，已經具備在全球范圍內，全天候、全天時，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。

在衛星導航裝備系統與裝備技術國家實驗室里，依托“北斗三號”，命名為“天空之鏡”的星基航空安全監視系統研究正在緊張有序的推進中。

北斗衛星導航系統從中國的國情國力出發，選擇以雙星定位理論為基石，確定了先有源后無源，先區域后全球“三步走”的發展戰略。然而，“北斗一號”系統建設啟動的時候，面對的更多是質疑和擔憂。

面對困難，“北斗一號”的建設者沒有退縮，一批北斗專家、院士身先士卒，帶著年輕的科技工作者通宵達旦發現問題、討論方案，硬是闖過了一道道難關。

“北斗一號”的建成和投入使用，不僅僅解決了我國衛星導航有和沒有的問題，開辟出一條衛星導航的新路徑，更重要的是培養了人才、積累了經驗、堅定了自信。從此后，北斗系統建設進入快車道，從2000年第一顆北斗衛星發射至今，已成功發射46顆，無一失敗;從2000年“北斗一號”系統建成，僅為中國客戶提供服務，到2018年年底“北斗三號”開啟全球服務，走出了一條獨具中國特色的衛星導航發展之路。

伴隨北斗衛星導航系統的穩步成長，相關產業規模也迅速壯大。目前，我國衛星導航與位置服務企業已達14000家，從業人員超過50萬人，形成珠三角、京津冀、長三角、鄂豫湘、川陜渝五大產業區域;自主北斗芯片跨入28納米工藝，我國衛星導航專利申請總量累計已達5.4萬件，躍居全球第一。

在交通運輸、海洋漁業等領域，全國已有600多萬輛道路營運車輛，3萬輛郵政和快遞車輛，30多個中心城市約8萬輛公交車，約6000座內河及海上導航設施使用北斗系統。同時，北斗高精度產品出口90多個國家和地區，北斗系統服務性能和產品質量贏得了良好聲譽。北斗系統還進入了國際民航、國際海事、國際移動通信等多個國際組織標準。

首款大型水陸兩棲飛機

“鯤龍AG600”是我國大飛機“三兄弟”之一，它是我國自主研制的首款大型滅火、水上救援水陸兩棲飛機，也是當今世界在研的最大一款水陸兩棲飛機。“上天如鯤鵬，入水似蛟龍。”

上半身是飛機，下半身是輪船，這個有著特殊外貌的龐然大物，就是我國自主研制的水陸兩棲飛機“鯤龍AG600”。AG600飛機是為滿足我國應急救援體系和國家自然災害防治體系建設需要而首次研制的大型特種用途民用飛機，其性能達到世界先進水平。

面對森林大火，它可通過在水面上短短20秒的滑行，就能一次汲水12噸，單次投水救火面積可達4000多平方米;面對海上災難，AG600的飛行速度是救撈船舶、直升機救援速度的數倍以上，航程超過4000公里，一次可救援50名遇險人員。

這樣一架能飛會游的飛機，需要把很多本不可能兼容的功能集于一身，找到一個最佳的平衡點，這背后是諸多棘手的技術難題。當前能研發水陸兩棲大飛機的國家很少，關鍵的氣水動設計、水上起降技術都處于技術封鎖狀態。2009年，在型號研制之初，面對兩棲飛機的一些技術空白領域，團隊曾經尋求國際合作。

航空工業鯤龍AG600總設計師黃領才回憶：“當初我們的技術基礎是比較薄弱的，曾經想尋求國際合作，但是沒有得到國外技術支持，完全是靠自己一路走過來。”

如何滿足既能在陸地上起降，又能在水面上起降的特性？如何克服水阻力和波浪干擾，在水面滑行時保持平穩？從設計、制造再到總裝，幾乎每一步都是大型特種飛機的嘗試與突破，單就“水動力”一個技術難題，研發人員就做了上萬次實驗，不停地修改完善，最后終于得出了一個合適的氣水動布局。

2017年12月24日，“鯤龍AG600”在廣東珠海實現陸上首飛，2018年10月20日，“鯤龍AG600”在湖北荊門成功完成水上首飛，實現了水陸兩棲全能，填補了我國大型水陸兩棲飛機研制能力的空白，這是我國航空工業堅持自主創新取得的又一重大科技成果。AG600飛機設計、制造等核心技術擁有完全自主知識產權，全機主要系統國產化率達到100%，是創新型國家建設的標志性工程之一。我國也成為除俄羅斯、日本、加拿大等國以外，目前少數能夠研制這樣大型水陸兩棲飛機的國家。

黃領才說：“在實現陸上首飛之后，國外的一些公司紛紛找上門來，希望跟我們開展合作，甚至提出把生產線賣給我們，實際上這就從另一個側面反映一個問題，就是說對于這種核心的關鍵技術，花錢是買不來的，必須牢牢地掌握在自己手里。”

據了解，下一步AG600還將展開海上試飛，驗證更加復雜的海上環境。隨著技術的進一步完善，在水陸兩棲飛機的平臺上，AG600還可根據需要進行改裝，滿足執行海洋環境監測與保護、資源探測、島礁運輸等任務需要，以及為“一帶一路”提供海上航行安全保障和緊急支援等服務。

中國天眼 探索宇宙的國之利器

浩瀚星空、廣袤蒼穹，自古以來就寄托著人類的科學夢想。2016年，由中國科學院國家天文臺主導建設的500米單口徑球面射電望遠鏡FAST落成啟用，成為擁有世界最大口徑和最高靈敏度的射電望遠鏡，也讓中國科學家有了仰望星空、探索宇宙的國之利器。

在位于我國西南部的貴州平塘，FAST像一口“超級大鍋”坐落在群山之間。口徑500米、高差173米、反射面相當于30個足球場大小，靈敏度比此前世界最先進的美國阿雷西博望遠鏡還要高2.5倍。這個超級望遠鏡從提出構想、開始選址、到最終建成，經歷了漫長的22年。

20世紀90年代，科學家們期望，在電波環境被徹底破壞之前，真正看一眼初始的宇宙，弄清宇宙結構的形成演化。為了實現這一夢想，南仁東提出了建設500米口徑望遠鏡的構想。

FAST項目發起者南仁東說：“我們可預測的突破、前沿就在那，不沖上去，沒人等你。人家拿了第一個，第二個等于零。”

利用天然的喀斯特洼坑作為臺址，鋪設數千塊單元組成冠狀主動反射面，采用輕型索拖動機構和并聯機器人實現接收機高精度定位，這是FAST的三大自主創新。1994～2005年，南仁東和同事們幾乎走遍了貴州的窩凼，考察了400多個喀斯特洼地，最終選定了大窩凼為工程臺址。經過預研、立項，2011年3月，FAST項目正式開工建設。

FAST項目總工程師姜鵬說：“看上去它就是一個不可思議的工程項目，要在幾百米的尺度實現毫米級的精度，沒有經驗可參考，然后你在嘗試的時候經常會說好像有一個東西要處理，你要打個補丁，補丁打補丁。到最后實不實現得了這個事，沒有人能給你答案。”

用于斜拉橋的鋼索，在FAST實驗上也折斷了，研究團隊通過反復攻關，終于研制出了滿足FAST要求的鋼索，材料工藝達到國標的2.5倍。

“從幾百米的鋼塔、鋼架子，一直到螺絲釘，每一個東西上都有想象力，都有FAST人的心血。”南仁東說

經過上百個單位的協同攻關，2016年9月25日，FAST落成啟用，習近平總書記發來賀信，希望中國天眼FAST能夠“早出成果、多出成果、出好成果、出大成果”。

FAST項目首席科學家李菂表示：“能夠得到國家最高領導人的關注，我們覺得非常榮幸。我們既是中國高速發展的基建和基礎科學投入的受益者，也是它的參與者和貢獻者，完成了從追趕到超越的這樣一個過程。”

500米口徑的超級望遠鏡，具有世界最高的靈敏度和超強的分辨率，能夠捕捉百億光年前宇宙爆炸時的神秘信息，將人類的空間探測能力提升到前所未有的高度。短短3年時間，這個世界最大的射電望遠鏡就已經發現了80多顆脈沖星，包括具有強相對論效應的雙星系統和毫秒脈沖星。巡視中性氫、搜尋地外文明等科學目標也已經得到初步驗證。通過這一國之利器，多科學目標宇宙巡天等國家重大項目也正在實施，前沿探索和原始創新的活力正在被不斷激發。

（文字源自央視）