下一本 | 中国载人登月初步方案出炉！回看那些正悄然重塑天空的事件

（以下内容摘自《中国高度》）

一些事件，正在悄然重塑着我们所熟悉的天空。

“机智号”。美国东部时间2021年4月19日3：34（北京时间4月19日15：34），美国国家航空航天局（NASA）研发的直升机“机智号”（Ingenuity）在火星起飞。3个多小时后，NASA由传回地球的数据确认并宣布“机智号”首飞成功。至此，它成了历史上第一架在另一个星球上进行动力控制飞行的飞机。

对于“机智号”的成功首飞，NASA副局长托马斯·泽布臣表示：“在莱特兄弟成功进行地球上第一次飞行的117年后，NASA的直升机也成功地在另一个星球上实现了这一壮举。”

“天问一号”。2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭搭载“天问一号”探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了中国自主开展行星探测的第一步。2021年2月，“天问一号”到达火星附近，实施火星捕获。同年5月，“天问一号”择机实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作，对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等进行科学探测，实现了中国在深空探测领域的技术跨越。2022年9月20日，国际宇航联合会将2022年度世界航天奖颁给中国“天问一号”团队。

“机智号”“天问一号”带给世界的影响在于，深空探测将推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展，为推进人类火星探索事业做出更大贡献。

一箭十发射十回收火箭。美国东部时间2021年5月9日2：42，太空探索技术公司（SpaceX）第27批专项组网发射的60颗“星链”卫星搭乘“猎鹰9号”火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。这是世界上首枚一箭十发射十回收的火箭。

中国商业航天加速发展。在以长征系列运载火箭为主的中国航天运输系统中，新型重复使用运载火箭可逐步承担2025年后更大规模的发射任务。2022年2月27日11时06分，长征八号运载火箭在海南文昌成功将22颗卫星发射升空，创造了中国“一箭多星”的新纪录。同年5月6日，深蓝航天自主研发的“星云-M”1号试验箭完成了1公里级垂直起飞及降落（VTVL）飞行试验，火箭在爬升和下落的过程中同时进行了横向移动，最后降落至着陆场“靶心”位置不足0.5米的点位，“星云-M”试验箭成功回收。深蓝航天也成为全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司。

把一颗承接互联网功能的卫星镶嵌到太空，天地两端需要哪些技术支撑？全球2021年实施的发射任务次数、航天器发射总数量均为历史最高。然而专家认为，这些发射密度尚未达到峰值，现在还只是世界各国诸多星座天基组网计划大规模实施的前夜。通过卫星提供互联网接入服务的卫星互联网建设，已不存在难以逾越的技术瓶颈，低轨道、高带宽卫星星座建设正在步入快车道。

也许在未来，在雪山、沙漠上徒步，在大海上漂流，在荒山野岭中探险，一部普通手机就足够让你与这个世界永不失联。在遥远的太空织网筑梦，也许远非一代人的使命。抬首问天，星河灿烂。征途漫漫，未有穷期……

零排放飞行。法国当地时间2020年9月22日，欧洲飞机制造商空中客车公司（简称空客）公布了全球首款零排放民用飞机的三种概念机型，并计划于2035年投入使用。据空客方面介绍，这些概念机各自代表了实现零排放飞行的不同方法，探索各种技术途径和空气动力学构型，所有这些概念飞机都依靠氢能源作为主要动力。空客认为，氢能源作为一种清洁的航空燃料具有广阔的前景，并很可能是航空航天以及许多其他行业实现其气候中立目标的解决方案。空客首席执行官傅里表示：“对于整个民用航空业来说，这是一个历史性的时刻。我们准备在业界迄今为止最重要的转型中发挥领导作用。我们发布的概念飞机向世界展示了我们实现未来零排放飞行这一大胆愿景的雄心壮志。我坚信，无论是在合成燃料中还是作为民用飞机的主要动力来源，氢能源的使用都有可能显著减少航空对气候的影响。”

英国零排放飞行技术路线图。英国航空航天技术研究所（ATI）于2022年3月发布了“零排放飞行”（FlyZero）项目的多个技术路线图，覆盖了空气动力学、载荷、气动弹性、轻量结构设计、机身优化、制造和装配等领域，确定了一系列具有提高气动性能、改善油耗并减轻重量的潜力并有望于2030年代实现商业应用的技术。“零排放飞行”还将不断探索新的概念和技术，在2030年前进一步挖掘可改善气动性能、油耗或减重的新技术，在21世纪30年代提供可用的零碳排飞机。

在全球减少碳排放的大趋势下，航空业要实现在2050年前减少污染至净零排放的目标，将面临越来越大的压力。同时，这也引发了一轮令人兴奋的创新浪潮，一些观察人士将其描述为航空业的“第三次革命”。不可否认，未来零排放飞行，不仅是世界商用飞机制造商的大胆愿景，也是必然挑战。

首个采用虚拟现实（VR）的飞行模拟训练装置（FSTD）证书。欧盟航空安全局（EASA）网站2021年4月26日发布公告，该局颁发了首个采用虚拟现实（VR）的飞行模拟训练装置（FSTD）证书。该装置由瑞士虚拟现实运动有限公司（VRM）开发生产，可为旋翼机飞行员提供在虚拟环境中进行危险操作的可能，从而提高安全性。统计数据显示，约20%的事故发生在飞行培训期间。EASA飞行标准主管杰斯珀·拉斯穆森认为，这是FSTD发展的一个重要里程碑。该培训设备的能力与技术进步可用于补充全飞行模拟器，满足对新的垂直起降（VTOL）飞行器的培训需求。同时，审查关键培训场景，并使模拟器用于高风险培训操作，这也符合EASA旋翼机安全路线图中的安全目标。

FAA接受先进导航和自动飞行系统适航认证。2022年8月，自动驾驶飞机系统开发商可靠机器人（Reliable Robotics）表示，美国联邦航空管理局（FAA）已接受其导航和自动飞行系统的认证基础。这为该系统在塞斯纳208 Caravan的补充型号合格证（STC）的获取铺平道路。该系统可在飞机滑行、起飞、巡航、降落、刹车和启动的所有阶段提供持续的自动驾驶，并配备一名飞行员在飞机上处理异常程序。该系统将有助于减少飞行事故中的受控飞行进入地形和失去控制，这是小型飞机致命事故的两大原因。Reliable Robotics认证总监马克·蒙特说：“该认证基础是与FAA多年合作的成果，代表着将先进导航和自动飞行系统引入普通飞机的关键一步。我们期待着在进入认证过程的下一阶段继续共同努力。”

确保航空安全，永远是民航监管部门和相关企业最优先级的关切和任务。对安全的高度关注，使得民航业对新技术的应用十分谨慎，甚至滞后。然而，近年来在安全的基础上，追求更高的空域容量和运行效率，也成为民航监管部门和相关企业的重要任务。相较于运输航空，在通用航空、无人机这些领域，人工智能、机器学习、VR等新技术应用尤其活跃。欧美作为航空技术的引领者再一次开拓了新的疆域。实现跨领域的融合应用，是需要中国民航从业人员迎接的挑战。

AI工程化。2020年，顾能公司（Gartner）发布《2021年重要战略技术趋势》，认为AI工程化（AI Engineering）将是“需要深挖的趋势”，人工智能工程化是一种实现人工智能模型操作化的综合方法。到了2021年年底，在Gartner的《2022年十二大重要战略技术趋势》中，AI工程化又被进一步明确为未来3—5年“企业数字业务创新的加速器”。

工业元宇宙。2021年12月，航天航空器制造商巨头波音公司对外宣布，希望在元宇宙中构建下一代飞机。在波音公司的未来工厂里，全球各地的机械师会通过3500个全息透镜头戴式显示设备（HoloLens）进行交互，沉浸式3D工程设计将与相互交流的机器人配对。波音公司已计划在元宇宙中打造虚拟三维“数字孪生”飞机，并且开发一个能够运行模拟飞行环境的生产系统。根据波音公司的数字化战略，未来两年将会在元宇宙数字生态系统下实现设计、生产和航空服务运营。

多国航空战略实施规划都更加看好技术融合对未来航空变革发挥积极作用的趋势，称技术融合有望在现有和新兴的航空市场中扩大新概念和技术的收益。互联网的发展及其应用、新材料在飞行器上的应用、全球定位系统及其在导航和空中交通管制中的应用融合已为人类展示了新的图景，相信这些跨界技术和标准在许多领域的快速发展，以及这些技术的融合所带来的新兴运营理念，必将为未来航空业面临的挑战开发革命性的解决方案。

科技往往关乎未来，而未来社会的萌芽往往就隐藏在我们今天遭遇的痛苦、面对的疑惑、迎来的突破和无尽的遐想中。对人类而言，预测未来最好的办法就是创造未来。

下一个百年，人类将如何利用天空？我们是否已经掌握了重塑未来天空的技术？改变未来航空产业的技术与事件一定不止这些，但未来的航空产业必然会从这些实践者的经历中汲取灵感。不断弥合认知上的差距，创造那些还未出现的技术，相信下一个航空百年一定灿烂，中国航空一定异彩纷呈……

《中国高度》

作者：刘济美 林大楷 马静华 等

出版日期：2023年6月

出版社：中译出版社

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