2016年6月25日(農(nóng)歷2016年5月21日)，新一代長征七號運載火箭發(fā)射成功。長征七號2016年6月25日，北緯19度，東經(jīng)110度，一個讓世界目光聚焦的方位。北京時間晚上8點00分，我國自主研制的新一代運載火箭長征七號飛越海洋，飛入太空，成功完成她的“首秀”。我國新建的海南文昌航天發(fā)射場同樣經(jīng)受住了建成后的第一次考驗。長征七號運載火箭和海南文昌發(fā)射場的成功“首秀”，推動了我國航天發(fā)射綜合能力實現(xiàn)歷史性跨越，標志著我國由航天大國向航天強國邁出了關(guān)鍵一步，在中國航天發(fā)展史上具有里程碑式的重大意義。長征七號首飛成功長征七號火箭曝光大秘密攜一裝備還能反衛(wèi)星6月25日晚8時，中國在海南文昌火箭發(fā)射中心，成功發(fā)射首枚長征七號運載火箭。這枚早期被命名為為長征-2F/H，是我國歷經(jīng)十年研制成功的新一代“數(shù)字化”中型火箭，采用國內(nèi)最先進的高壓補燃液氧煤油發(fā)動機，總長53.1米，芯級直徑3.35米，“兩級半”構(gòu)型捆綁4個助推器，起飛重量達到近600噸，運載能力達到近地軌道13.5噸、太陽同步軌道5.5噸，總體技術(shù)水平接近日本的H2B型運載火箭。長征七號火箭發(fā)射后，中國載人航天工程辦公室隨即公布了火箭首飛時搭載的六項七個載荷的具體內(nèi)容，包括遠征1A上面級、多用途飛船縮比返回艙、遨龍一號空間碎片主動清理飛行器、2個天鴿飛行器、在軌加注實驗裝置和翱翔之星立方星。其中傲龍一號空間碎片主動清理飛行器給了大家很大的想象空間。按照官方介紹，遨龍一號空間碎片主動清理飛行器，是為了驗證太空碎片清除關(guān)鍵技術(shù)而研制的專用軌道飛行器，在前期技術(shù)研究和地面試驗的基礎(chǔ)上，以模擬抓捕和清理空間碎片為目標，飛行器任務(wù)結(jié)束后進行鈍化處理。空間碎片是指人類在太空活動中，遺留在各個軌道上，或者再入大氣層途中的各種無效人造物體。從1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一枚人造地球衛(wèi)星后，在近60年時間里各國進行了大約5000次航天發(fā)射，把數(shù)萬個飛行器送入太空，這些飛行器失效后，除一部分下降軌道高度墜毀在大氣層內(nèi)，剩下都聚集在地球周圍，包括完成任務(wù)的火箭箭體和衛(wèi)星本體、火箭的噴射物、空間物體間碰撞產(chǎn)生的碎塊等等，它們是空間環(huán)境的主要污染源。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前毫米級以上的空間碎片數(shù)以億計，地面能觀測并跟蹤的碎片有4000萬個，大于10厘米的被公開編目在冊的軌道物體超過17600個。太空碎片具有極高的動能，給人類航天活動帶來很大的潛在危害。大部分火箭發(fā)射產(chǎn)生的空間碎片會隨著時間的推移慢慢墜入大氣層燒毀，失效衛(wèi)星因為質(zhì)量較大而且相對完整，所以危險性較小。對軌道空間危害較大的是發(fā)生解體或爆炸的衛(wèi)星，以及幾個主要強國進行反衛(wèi)星武器試驗遺留的碎片。例如1985年10月13日，美國使用F-15戰(zhàn)斗機試射了一枚重達1.2噸的ASM-135機載反衛(wèi)星導(dǎo)彈，攻擊一顆在555公里軌道上運行的報廢衛(wèi)星，導(dǎo)彈準確地高速撞擊了衛(wèi)星，將其徹底摧毀。這是人類第一次真正的反衛(wèi)星試驗，這次試驗產(chǎn)生了成千上萬個太空碎片。由于擔(dān)心太空碎片的危害，美國和蘇聯(lián)在上世紀八十年代末都表示將放棄動能反衛(wèi)星試驗。所以目前為止還在進行反衛(wèi)星攔截武器研制的只有中國。近些年美國不斷地指責(zé)中國進行的反衛(wèi)星武器試驗產(chǎn)生了大量太空碎片。但事實上中國從2006年至今的10年間，只進行了7次反衛(wèi)星試驗，其中只有一次產(chǎn)生過大量空間碎片，2007年1月11日，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了一枚開拓者1號火箭，攜帶動能攔截彈頭，以反方向的8公里/秒速度，摧毀了軌道高度863公里，重750公斤的報廢氣象衛(wèi)星風(fēng)云1號C。此次反衛(wèi)星試驗是人類歷史上太空活動產(chǎn)生碎片數(shù)目最多的一次，共造成了2300塊以上尺寸大于高爾夫球能夠被追蹤的碎片，3.5萬個尺寸大于1厘米的碎片，以及100多萬個大于1毫米的微小碎片，由于風(fēng)云1號C衛(wèi)星的軌道較高，這些碎片至今仍在軌道上漂浮。2013年1月28日，國際空間站不得不點燃推進器，提高軌道運行高度，以避開中國2007年進行反衛(wèi)星試驗時產(chǎn)生的碎片云。這是谷歌地球可視化數(shù)據(jù)庫的模擬展示，8700公里高度人造衛(wèi)星分布示意圖。目前全球在軌衛(wèi)星數(shù)量達到1200多顆，其中美國衛(wèi)星占據(jù)半壁江山，超過500顆。1996年，歐洲航天局發(fā)射的一枚阿麗亞娜5號火箭，在進入軌道40秒后發(fā)生爆炸，產(chǎn)生了近3000塊碎片，其中一塊碎片擊中了一顆法國偵察衛(wèi)星，該衛(wèi)星隨即報廢，這是第一次災(zāi)難性的空間碎片破壞正常工作衛(wèi)星的事件。2009年2月10日，美國的商業(yè)銥通信衛(wèi)星，與俄羅斯的一顆已報廢但仍在軌飛行的衛(wèi)星罕見交匯，在軌道上發(fā)生了史無前例的碰撞。碰撞發(fā)生在北部西伯利亞的上空，美國國家航空航天局估計這次撞擊產(chǎn)生了1000塊直徑超過10厘米的太空碎片和更多的小碎片。美國空軍負責(zé)太空監(jiān)視的戰(zhàn)略司令部(U.S。STRATCOM)曾經(jīng)抱怨過：“目前我們在太空中沒有一個負責(zé)空間飛行器運行秩序的機構(gòu)，也沒有空中交通管制員，更沒有通行的方法知道什么時候有什么東西沖著你飛過來“。這時，負責(zé)太空秩序整治，空間環(huán)境治理，處理太空碎片整理的機構(gòu)和運行體制就應(yīng)運而生了。我們暫時把這機構(gòu)和運行體制叫做太空環(huán)衛(wèi)局，不過這個環(huán)衛(wèi)局是中國的。中國負責(zé)太空碎片的機構(gòu)是”國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心“，2015年6月8日成立，由國家國防科技工業(yè)局與中國科學(xué)院共同管理，業(yè)務(wù)受國防科工局委托和指導(dǎo)，技術(shù)上依托中科院。該中心成立一年多以來發(fā)出紅色預(yù)警即“有碰撞危險”達到87次，其中最危險的一次是委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星一號，2016年2月曾連續(xù)遭遇距離不足百米的危險交會。按照我國的空間碎片防碰撞標準，一旦碰撞概率大于萬分之一就應(yīng)該進行在軌飛行器的緊急機動，尤其是載人的航天器。隨著軌道碎片的數(shù)量不斷增加，規(guī)避已經(jīng)不是最佳的途徑，幾個航天強國已經(jīng)著手研究清理軌道碎片的方案。目前比較有應(yīng)用前景的碎片清理技術(shù)有激光照射目標降軌、無人航天器捕獲等。這些技術(shù)能夠處理1000公里軌道高度以下的軌道碎片，但是到目前為止各國清理在軌碎片仍然沒有任務(wù)實質(zhì)性的行動。中國作為《外空公約》的簽署國，承諾控制和減少空間碎片，并不斷嘗試突破空間碎片清理技術(shù)。中國的空間碎片捕捉技術(shù)早在2002年就提出，2008年9月發(fā)射的神舟七號載人航天飛船上，驗證了太空伴飛小衛(wèi)星技術(shù)。我們只說是伴自己的衛(wèi)星飛，實際上不僅僅是“伴飛”。這次試驗是中國空間捕獲技術(shù)的一次預(yù)演。當(dāng)然，無論是捕捉還是伴飛，都是一個負責(zé)任大國的表現(xiàn)，其他國家只要心無雜念，都不用怕。此次長征七號攜帶的“遨龍一號”空間碎片主動清理飛行器，上面裝載了一臺機械臂，可模擬在太空抓取廢棄衛(wèi)星和其他大塊碎片，并將它們帶到大氣層進行鈍化處理。通過機械臂或攜帶多個獨立的捕獲模塊，發(fā)射捕獲爪、捕獲網(wǎng)，捕獲目標后拖離有效軌道至廢棄軌道或回收到自身攜帶的存儲箱。這個鈍化處理，也叫”消能處理“，是指遨龍一號完成抓捕任務(wù)后，主動降低軌道，采取可控的方式釋放被抓捕衛(wèi)星碎片的儲備能量，快速進入大氣層，最終墜落燒毀。該飛行器還能夠利用攜帶的激光等高能定向照射裝置，發(fā)射功率強大的連續(xù)波激光照射目標，使目標受照射的一側(cè)氣化，產(chǎn)生類似火箭推進的動力，加速度脫離軌道降低近地點高度，達到縮短目標軌道壽命和直至進入大氣層焚毀目的。2013年5月13日，中國成功發(fā)射了“鯤鵬七號”運載火箭，進行了一次一萬公里高軌道空間環(huán)境垂直探測及空間科學(xué)主動試驗，目標是研究地球磁場及其與太空帶電粒子流的相互作用。這么拗口的試驗名稱，看看內(nèi)容介紹里的一個名詞就明白了，這次試驗引入了一個全新的新華詞典里尚未收錄的漢語詞組——“高軌道非合作目標”。高軌道非合作目標是指凡不能(向中國)提供有效信息，不能(向中國)表明善意，不能(向中國)驗明正身的空間目標。這一般是指(對中國)具有敵意國家的同步衛(wèi)星，在戰(zhàn)時我們可以打下來，也可以直接抓捕。中科院此次高軌道垂直探測試驗，被美國軍方直接定義為“中國使用DN-2火箭進行了一次反衛(wèi)星試驗”。在2014年珠海舉行的第十屆中國國際航空航天博覽會上，一款國產(chǎn)多星發(fā)射上面級首次亮相，這個上面級可以執(zhí)行中低軌道的多星異軌部署，以及星座組網(wǎng)補網(wǎng)部署等任務(wù)，在軌飛行時間長達48小時，主發(fā)動機具有20次以上的重復(fù)啟動能力，最多可一次性將10顆以上衛(wèi)星發(fā)射至不同軌道。這個上面級另一個重要任務(wù)是進行清理外太空廢舊衛(wèi)星的工作，在安裝主動清理裝置以后，能夠捕獲本國或其他國家的”廢棄”衛(wèi)星(是否廢棄以中國的標準執(zhí)行)，并搭載著“廢棄”衛(wèi)星一起飛向“墳?zāi)埂避壍?，或直接墜入大氣層，以騰出有價值的軌道空間，減少對其他航天器的影響和威脅。那么，為什么要采用上面級來清理空間碎片呢?這主要是因為上面級安裝有動力強勁的發(fā)動機，具有較強的軌道機動能力，在捕獲和拖拽重達幾噸甚至十幾噸的“非合作軌道目標”時，能夠提供足夠的鈍化處理動力和速度增量。用通俗的漢語來解釋，這功能相當(dāng)于在戰(zhàn)爭發(fā)起時，我們可以組建太空城管局，用長征火箭發(fā)射大量的太空回收站，直接進入外太空，清理“胡亂占道”的敵國衛(wèi)星，讓嚴重依賴衛(wèi)星作戰(zhàn)的敵國變成睜眼瞎，尤其是太平洋對面那個強敵。我們的國家是負責(zé)任大國，承擔(dān)國際道義。我們的軍隊是正義之師，威武文明之師。所以這種武器，哦不~不，這種飛行器，它是民用的，很可能標明的研制和使用單位是國家太空環(huán)衛(wèi)局，是為了給負責(zé)打掃軌道的環(huán)衛(wèi)工人研制的。那么問題來了，專業(yè)清理空間垃圾哪家強?