年终回顾：2021年中国太空探索取得重大进展◎科技日报记者唐芳回首2021年浩瀚星空，中华民族爆发出了最耀眼的辉煌：“天问”升火、“羲和”探日、

 

年终回顾：2021年中国太空探索取得重大进展◎科技日报记者唐芳回首2021年浩瀚星空，中华民族爆发出了最耀眼的辉煌：“天问”升火、“羲和”探日、“银河”探长空、“天宫”造访 ..今年，探索宇宙信息的重大科学工程也取得了丰硕成果。

“中国天眼”发现201颗脉冲星，“拉索”号观测到最高能量光子，令国际天文学界惊叹；嫦娥五号带回月球专用产品，开启我国月球科学研究新篇章……中华民族正在探索星辰大海的浩瀚征程中取得长足进步。

来源：视觉中国1“天宫”建设正如火如荼地进行我国载人航天进入“空间站时代”

央视新闻视频截图空间站是宇航员的“太空家园”，也是科学研究的“太空实验室”4月29日上午11时23分，长征五号B大推力运载火箭在海南文昌航天发射场成功将中国空间站核心舱送入太空我国载人航天真正迎来了空间站时代。

目前，中国空间站的组装建设正在紧锣密鼓地进行中国空间站是中国自主建造和运营的载人空间站它长期在近地轨道运行，依靠货运飞船补充推进剂和消耗品可以满足航天员长期在轨生活和工作的需要它代表了目前航空航天领域最先进的型号。

综合性、最复杂、最先进、最广泛的科技成果6月17日，神舟十二号载人飞船搭载的航天员聂海胜、刘伯明、唐洪波相继进入天河核心舱，这是中国人第一次进入自己的空间站； 10月16日，神舟十三号载人飞船成功将翟志刚、王亚平、叶光复送入太空。

进入天河核心舱后，他们开始了为期六个月的太空驻留； 11月7日，翟志刚、王亚平成功从天河核心模块节点模块退出模块王亚平迈出了中国女性走出舱外的第一步； 12月9日，神舟十三号航天员乘员在中国空间站上进行了首次太空讲座。

2发现反银河系核心子结构源自星系盘关于终止子结构起源的争议

来源：视觉中国天文学家已经知道，银河系并不是传统意义上的光滑、平坦的圆盘，而是一条涟漪的恒星河这一见解来自于银河系中心方向反银河亚结构的发现，但这些亚结构到底来自哪里仍存在争议研究人员利用望远镜观测数据，寻找了麒麟座星环、三角座-仙女座星流和 A13 结构的 589 个成员。

这是目前反银河系核心子结构中最大的恒星样本研究人员将成员恒星样本与银盘的化学元素含量、运动特征和能量角动量分布进行了比较他们发现这些成员恒星和银盘有相似的、接近圆形的轨道金属的丰度与银盘的厚度有关盘状恒星看起来很相似，证明子结构的恒星可能来自厚厚的银盘。

但进一步验证表明，这些亚结构恒星的α元素丰度明显低于厚盘对此，华西师范大学物理与空间科学学院副教授李静解释说，由于银河系外盘相比内盘仍然存在大量冷气体，外盘分子云密度较低，化学元素金属丰度尚未充分增加根据运动特征和化学DNA鉴定，天文学家推测子结构中的这些恒星应该属于外盘中α丰度较低的贫金属恒星。

“这意味着这些反银河亚结构来自银盘”中国科学院国家天文台研究员薛祥祥说3天问一号登陆火星研究火星起源和演化的线索

新华社、国家航天局供图在穿越浩瀚星系297天后，2021年5月15日上午7点18分，速度从每小时2万多公里降至零，仅用了9分钟天问一号登陆巡逻车已成功登陆火星乌托邦平原南部在该地区，我国首次火星探测任务圆满成功登陆火星。

5月22日上午10时40分，“祝融号”火星车安全离开着陆场，抵达火星表面并开始巡逻探测中国成为世界上第二个成功登陆火星车的国家我国首次火星探测任务总工程师张荣桥表示，天问一号任务是中国在行星探测方面迈出的第一步。

圆满完成了既定的“一次绕行、登陆、巡视火星”的任务目标，将极大推动我国空间科学特别是行星科学研究的发展目前，天问一号在轨运行状态良好，配置的13个科学载荷全部开始开展科学探测活动，为科学家提供了丰富的高质量科学探测数据。

特别是可以获得有关火星的多元素科学数据，包括火星地形、表面物质成分、地下结构、磁场、气象和空间环境 “祝融号”继续前往乌托邦平原南部被认为是远古海洋与陆地交界处的地区，寻找火星起源和演化之谜的线索值得一提的是，天问一号在飞行过程中还获取了地球和月球的合影，即“深空自拍”飞行影像，并传回了首张火星影像。

抵达火星表面后，天问一号第一组科学影像于6月11日发布，标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功4“拉索”发现迄今为止能量最高的光子打破人类对银河系粒子加速的传统认识

高空宇宙线观测站​​“拉索”来源：中国科学院高能研究所大科学工程“拉索”高空宇宙线观测站​​（LHAASO）位于四川省稻城市海子山，平均海拔4410米它是世界上最大的高空宇宙线观测装置历时4年完成，于10月24日竣工。

正式进入科学开发阶段同时建造和运行的“拉索”号在银河系中发现了能量高达1.4拍电子伏特的光子这是人类观测到的最高能量的光子它突破了人们对银河系粒子加速的传统认识，开创了超高能伽马天文学的新时代 5月17日，相关成果报告在线发表在《自然》杂志上。

5FAST发现201颗新脉冲星“中国天眼”将成为最强脉冲星搜寻仪器

世界上最大的单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST）于2016年9月25日落成新华社记者、欧东曲 摄脉冲星是大质量恒星死亡后的“剩余物”它们可以发射周期在 1.4 毫秒到 23 秒之间的高度周期性脉冲。

短周期脉冲星，称为“毫秒脉冲星”，可以与地球上的脉冲星进行比较可与最好的原子钟相媲美因此，脉冲星是国际大型射电望远镜观测的最重要的科学目标之一截至2021年4月，中国科学家利用500米口径球面射电望远镜（FAST）进行巡天，发现了201颗新脉冲星，其中包括一组最微弱、色散大的脉冲星，挑战了当代银河系电子分布模型。

它包括质量脉冲星、40毫秒脉冲星、16个脉动双星、一系列模变和零消除脉冲星以及射电瞬变源相关研究成果于5月20日以封面文章发表在《天文和天体物理学研究》上FAST被称为“中国天空之眼”，配备19波束L波段接收机，是世界上最强大的脉冲星搜索仪器。

“对这些脉冲星的后续定时观测可用于探测来自遥远星系的低频引力波，也可用于建立脉冲星时间和空间基准其中一些脉冲星将成为检验引力理论的优秀工具”中国科学院国家天文台研究员韩金林说6嫦娥五号月球样本分布有望揭开月球和行星演化之谜

新华社 记者、金力旺 摄一克月球土壤可以从远处测量，银河系可以从远处测量数千年月风化层是月球表面的月岩在陨石和微陨石、太阳风、宇宙线等撞击作用下长期空间风化而形成的月壤除了反映月表本身的物质成分外，还是记录太阳风与月球表面相互作用历史以及异物吸积信息的重要载体。

7月12日，嫦娥五号任务首批月球科学研究样本发放仪式举行批准13家科研机构的31份申请，共发放样品17.4764克月球样本科学研究正式启动 10月20日，第二批月球科研样品分配清单公布，样品总量17936克。

研究人员将利用月球土壤来研究月球表面的过程、火山活动的年龄和月球的演化过程，有望为月球和行星的演化以及行星的宜居性提供新的见解嫦娥五号月球样本很快提供了第一组科研成果 10月19日，中国科学院地质与地球科学研究所、国家天文台等单位的研究人员发现，嫦娥五号月球样本是一种新型的海月玄武岩。

这些卫星上最年轻的玄武岩已有 20 亿年的历史这些地区晚期岩浆活动的源区放射性元素并不丰富，月球地幔源区几乎没有水12月13日，中国科学院紫金山天文台和南京地质古生物研究所发现，月球样品中含有极高含量的钛铁矿和钛含量较高的玄武岩。

此前，国内其他研究团队也在月球样品中发现了低钛和中钛玄武岩类型研究人员推测，嫦娥五号登月区域可能发生过多次火山喷发7亚轨道可重复使用飞行器成功首飞我国已从航天大国走向航天强国。

数据卡来源：视觉中国发展天地间可重复使用的航天运输技术，是我国从航天强国向航天强国转变的重要标志亚轨道可重复使用运载火箭可用作升力火箭驱动的可重复使用太空运输系统的子级它是一种高度集成的空间技术7月16日，中国航天科技集团公司一院研制的亚轨道可重复使用示范验证工程飞行器在酒泉卫星发射中心准时点火升空。

按规定程序完成飞行后，顺利降落在阿拉善右旗机场，首次飞行任务取得巨大成功中国航天科工研究院研究员杨宇光表示，亚轨道远地点的高度低至80至100公里，理论上高至地球引力边缘，即150万公里增程弹道导弹的被动段弹道是亚轨道弹道。

亚轨道还广泛应用于探空火箭和太空旅游8青海冷湖发现世界级天文台将成为我国极其宝贵的战略稀缺资源。

冷湖资料图来源：视觉中国光学/红外观测站是极其宝贵的战略稀缺资源目前，国际公认的最佳观测站只有智利北部山区、夏威夷莫纳克亚峰和有冰穹的南极内陆地区8月18日，《自然》宣布我国天文台选址取得重大科学进展经过三年的连续监测，中国科学院国家天文台邓力才课题组发现，青海冷湖天文台的光学观测条件非常优良。

青藏高原上的其他站点可与国际公认的最佳观测站站点相媲美冷湖地区日照充足，降水很少，夜空晴朗历史上记载的天气条件非常好邓立才课题组在冷湖塞什腾山区进行了实地勘察，确定选址在海拔4200米的山区（塞什腾C区）。

截至2018年，该地区晴夜数量和背景已正式确定对色什腾山的亮度和气象进行了连续三年的监测，并于2020年底获得了色什腾山光学/红外观测条件的结论性数据邓立才表示，为了最大限度地发挥冷湖站选址的科学效益，应尽快保护冷湖站的资源，避免光、灰尘、振动等因素的影响；吸引国际领先的观测设施落户这里，使其成为国际光学天文学研究的重要基地。

9“羲和”发射我国在太阳能传感方面没有取得任何突破

实验卫星“羲和”，太阳探测科学与技术雷春明 摄；图片来源：国家航天局太阳是距离地球最近的恒星，对于地球的演化和人类文明的发展具有重要意义 10月14日，我国首颗太阳探测科技实验卫星“羲和号”成功发射我国已正式进入“太阳能探索”时代，在太阳能探索方面尚未取得任何突破。

“羲和”全称是太阳Hα光谱探测及双超平台科技实验卫星它重508公斤，设计寿命为3年它运行在高度517公里的太阳同步轨道上，可24小时连续观测太阳主要的科学有效载荷是太阳太空望远镜从发射“飞行器”到卫星平台再到科学有效载荷，“羲和”号创造了许多“第一”：全球首次利用Hα波段太阳能光谱成像进行太空探索；首次采用“动静隔离、非接触”方式的新总体设计；首次提出“装载舱主动控制、平台舱被动控制”的新方法；首次实现了大功率、高可靠性、高效无线能量传输的卫星技术应用。

10“银河画卷”天空研究项目二期已启动将提供更广泛的分子气体分布数据

空中探索是人类探索宇宙信息的基本手段来源：视觉中国空中探索是人们探索宇宙信息的基本手段它是一种系统的观测方法，无差别地对天空的可扫描区域进行逐块扫描它利用对天空的“计数”来发现未知的天体天空研究项目“银河画卷”是我国唯一的毫米波波段研究项目。

它利用青海德令哈13.7米毫米波射电望远镜进行天文观测今年11月，为期10年的二期天空研究计划“银河卷轴”启动研究区域将扩展到银道面附近正负10度银纬，为多波段天文研究提供更广泛的分子气体分布范围事实“银河卷轴”天空研究项目一期历时10年，从2011年11月开始，到2021年4月结束，完成了正负5度银纬范围内共计2400平方度的探测覆盖，并建立了毫米波分子谱线数据库。

中国科学院紫金山天文台研究员、“银河卷轴”研究项目总负责人杨吉指出，无论是该项目一期还是二期，“一氧化碳分子谱” ”是“银河卷轴”项目的核心观测，因为它可以帮助科学家揭示分子气体的温度、密度和其他特性。

目前，我国已有多个有影响的天文研究项目。除了“银河画卷”项目外，还有基于LAMOST的光谱巡天和基于FAST的脉冲星巡天。

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