大國重器 探秘未來空間(未來產業(yè)面面觀⑤)
未來空間蘊含著無限可能。探索未來空間，主要將聚焦空天、深海、深地等領域，研制載人航天、探月探火、衛(wèi)星導航、臨空無人系統(tǒng)、先進高效航空器等高端裝備，加快深海潛水器、深海作業(yè)裝備、深海搜救探測設備、深海智能無人平臺等研制及創(chuàng)新應用，推動深地資源探采、城市地下空間開發(fā)利用、極地探測與作業(yè)等領域裝備研制。
近年來，中國在探索空天、深海、深地等領域取得諸多新成果，一件件大國重器上天入海，為發(fā)展未來空間奠定了基礎。
奔向太空
近期，中國航天事業(yè)捷報頻傳。
5月3日，嫦娥六號探測器由長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射，之后準確進入地月轉移軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。嫦娥六號探測器開啟世界首次月球背面采樣返回之旅，預選著陸和采樣區(qū)為月球背面南極—艾特肯盆地。此次嫦娥六號任務發(fā)射至采樣返回全過程約53天。
4月25日，搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。航天員葉光富、李聰、李廣蘇乘坐載人飛船奔赴太空。這是中國載人航天工程進入空間站應用與發(fā)展階段的第3次載人飛行任務，是工程立項實施以來的第32次發(fā)射任務，也是長征系列運載火箭的第518次飛行。
遙望茫茫宇宙，從1970年第一顆人造衛(wèi)星成功發(fā)射，到建設成自己的“太空家園”，幾十年間，中國航天攻克一個個技術難關，開啟一次次光輝航程。如今，中國在載人航天、探月探火等領域勇攀科技高峰，加速從航天大國邁向航天強國。
以中國目前唯一一型可以執(zhí)行載人任務的長征二號F運載火箭為例，其安全性評估值達0.99996，至今保持著100%的發(fā)射成功率。此次神舟十八號發(fā)射任務，是長征二號F火箭第13次執(zhí)行載人發(fā)射任務。相較上一次任務，火箭完成了30余項技術改進，進一步提高了安全性和可靠性。
由于該火箭承擔載人發(fā)射任務，對安全性、可靠性要求極高，因此它擁有其他火箭所沒有的故障檢測系統(tǒng)和逃逸救生系統(tǒng)，時刻保障航天員安全。據(jù)中國航天科技集團相關負責人介紹，團隊一直在不斷優(yōu)化火箭發(fā)射流程，啟用了多項數(shù)字化、智能化、前后方聯(lián)動數(shù)據(jù)判決技術，使得整個發(fā)射流程的可靠性更高。
航天器發(fā)射場同樣堅持創(chuàng)新，開展“數(shù)智化建設”，通過布設傳感系統(tǒng)，實時獲取地面設施設備狀態(tài)信息，實現(xiàn)了加注、發(fā)射時段的全時信息采集、全要素態(tài)勢顯示。
在探月方面，據(jù)中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹，2030年前將實現(xiàn)中國人登陸月球是載人月球探測工程登月階段任務目標。
“相比空間站任務，登月任務中，航天員需要訓練掌握夢舟飛船和攬月著陸器正常以及應急飛行情況下的操作，月面出、進艙，1/6重力條件下負重行走，月球車遠距離駕駛，月面鉆探、采樣和科學考察等技能?！绷治鲝姳硎?，目前，各系統(tǒng)正按計劃開展研制建設。長征十號運載火箭、夢舟載人飛船、攬月月面著陸器、登月服等主要飛行產品均已完成方案研制工作，正在全面開展初樣產品生產和各項試驗。
中國航天技術的發(fā)展，還輻射帶動了諸多相關產業(yè)技術進步。據(jù)統(tǒng)計，當前已有4000余項空間應用成果進入生物、醫(yī)療等行業(yè)。通信、導航、遙感等商業(yè)航天服務領域日益廣泛，相關行業(yè)快速成長。
特別是在中國空間站長期開展有人參與、大規(guī)模的空間科學實驗和技術試驗，促進了空間科學、空間技術和空間應用全面發(fā)展。截至目前，中國空間站已在軌實施了130多項科學研究與應用項目，利用神舟十二號至神舟十六號載人飛行任務下行了5批300多份科學實驗樣品，先后有國內外500余家科研院所參與研究，在空間生命科學、航天醫(yī)學、空間材料科學、微重力流體物理等方向已取得重要成果，在國際一流期刊發(fā)表論文280余篇。
林西強介紹，此次，神舟十八號航天員乘組將利用艙內科學實驗機柜和艙外載荷，在微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學、航天醫(yī)學、航天技術等領域，開展90余項試(實)驗。“比如，本次神舟十八號將上行實驗裝置及相關樣品，將實施國內首次在軌水生生態(tài)研究項目，以斑馬魚和金魚藻為研究對象，在軌建立穩(wěn)定運行的空間自循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)我國在太空培養(yǎng)脊椎動物的突破。還將實施國際上首次植物莖尖干細胞功能在軌研究，揭示植物進化對重力的適應機制，為后續(xù)定向設計適應太空環(huán)境的空間作物提供理論支撐。”林西強說。
潛入深海
海洋空間廣袤遼闊，資源豐富多樣。近年來，中國在深海探索方面實現(xiàn)一系列新進展。
潛水器持續(xù)探秘萬米深海。
中國船舶科學研究中心研究員葉聰介紹，中國自主設計和研制的“蛟龍”號、“深海勇士”號、“奮斗者”號三臺潛水器累計下潛超過1100次，近3年全球一半以上的載人深潛任務由它們完成。特別是中國首艘萬米級載人潛水器“奮斗者”號，4年來，已累計完成230次下潛，其中深度超過萬米的有25次，讓32人到達了萬米的海底開展作業(yè)，持續(xù)刷新萬米下潛人次的紀錄。
大洋鉆探領域迎來新突破。
去年底，中國自主設計建造的首艘大洋鉆探船“夢想”號試航成功，近日已進入調試和內裝階段，預計今年內全面建成。
據(jù)悉，“夢想”號總噸約3.3萬，總長179.8米、型寬32.8米，續(xù)航力1.5萬海里，穩(wěn)性和結構強度按16級臺風海況安全要求設計，具備全球海域無限航區(qū)作業(yè)能力和海域1.1萬米的鉆探能力。
大洋鉆探是深海探測領域難度最高、挑戰(zhàn)最大、最為關鍵的核心能力?！般@探的目的是鉆獲地球內部的巖心，并獲取其中蘊含的地質信息，進而解開地球深部的奧秘?！敝袊刭|調查局“夢想”號指揮部主要負責人周昶介紹，在技術創(chuàng)新和設備集成的支撐下，“夢想”號將致力于實現(xiàn)鉆透地殼、進入地幔層的目標。
“夢想”號不僅在鉆探設計深度上是世界之最，還建有全球面積最大、功能最全的船載實驗室。
船載實驗室總面積超過3000平方米，包括基礎地質、古地磁、無機地球化學、有機地球化學、微生物、海洋科學、天然氣水合物、地球物理、鉆探技術等9大功能實驗室，并裝配各種精密實驗儀器超過150臺(套)。
目前，與“夢想”號配套的鉆探保障船、全球最大的海洋地質巖心庫、中國首座深水科考碼頭等均已建成，將為“夢想”號運營提供強大岸基支持。
深海資源開發(fā)取得卓越成績。
5月初，中國海洋石油集團有限公司宣布，中國首個自營超深水大氣田“深海一號”保持高產穩(wěn)產運行狀態(tài)，累計產天然氣超80億立方米，生產凝析油超80萬立方米。
“深海一號”距海南省三亞市150公里，天然氣探明地質儲量超千億立方米，最大作業(yè)水深超過1500米，最大井深達4000米以上。據(jù)中國海油海南分公司相關負責人介紹，“深海一號”大氣田自2021年6月正式投產，一直保持穩(wěn)定供氣狀態(tài)，持續(xù)向粵港澳大灣區(qū)和海南自貿港同時供氣。目前，“深海一號”二期工程正加緊建設。作為核心生產裝置，全球首座10萬噸級深水半潛式生產儲油平臺“深海一號”能源站將根據(jù)二期工程建設需求開展升級改造。新項目投產后，“深海一號”氣田整體高峰年產量有望由30億立方米提升至45億立方米。
鉆探深地
除了空天和深海，在深地探測方面，最新成果也在不斷涌現(xiàn)。
地熱能是一種穩(wěn)定可靠、綠色低碳的可再生能源。其中，深層地熱來自地底3000米以下的高溫巖體干熱巖，具有廣闊的開發(fā)應用前景。
4月初，中國首口超5000米深層地熱科學探井——福深熱1井成功鉆探至5200米，刷新了中國地熱科學探井的最深紀錄，并在多個地層獲得地熱資源，標志著華南地區(qū)深層地熱勘探取得新突破。
位于海南省?？谑械母Ｉ顭?井，采用了“雙驅鉆井+高壓噴射”等多項自主創(chuàng)新技術，在3900米附近鉆獲溫度達150攝氏度的地熱資源儲層，在5123米深度鉆獲溫度達188.71攝氏度的地熱儲層。業(yè)內專家指出，未來，依托福深熱1井可建成中國華南地區(qū)首個深層地熱產學研一體化現(xiàn)場試驗研究平臺和開發(fā)利用示范平臺。
深地油氣資源勘探開發(fā)的成績同樣亮眼。
3月初，在新疆塔里木油田，中國石油深地塔科1井鉆探深度突破1萬米大關，刷新亞洲最深直井紀錄。
塔里木盆地是中國最大的含油氣盆地，盆地埋深超過6000米的石油和天然氣資源分別占全國的83.2%和63.9%，是中國最大的深地油氣富集區(qū)。當前，超深層已成為中國油氣資源增儲上產的主陣地，向地球深部挺進是保障能源安全的重大戰(zhàn)略任務。
近年來，中國已多次刷新深地開發(fā)紀錄。2023年，塔里木油田完鉆井深超8000米的井就超過70口，約90%的新增儲量從超深地層獲取，開采出的超深層油氣達1957萬噸。
經過270多天奮戰(zhàn)，鉆頭連續(xù)鉆穿十余個地層，達到萬米深度。目前，深地塔科1井仍在向著1.1萬米目標深度全速鉆進。
深地塔科1井抵達目的層過程中，面臨超深、超高溫、超高壓等多重挑戰(zhàn)?！斑@口井從地表鉆到8000米深度用了近5個月，而從8000米到萬米，用了4個多月的時間。”中國石油塔里木油田企業(yè)首席專家王春生介紹，深地塔科1井的鉆頭鉆至萬米后，地層溫度超過200℃，地層壓力超過130兆帕。每深入地下一米，鉆探難度都會成倍增加。
為此，深地塔科1井應用了200余件國內頂尖裝備和技術。塔里木油田、西部鉆探、寶石機械等多家單位聯(lián)合攻關，攻克了超高鉆臺大載荷提升系統(tǒng)關鍵技術難題，自主研制了全球首臺1.2萬米特深井自動化鉆機，創(chuàng)新研發(fā)了220℃超高溫鉆井液、抗高溫螺桿等工藝技術，萬米取芯及電纜等資料錄取裝備實現(xiàn)突破，打造形成萬米深井安全高效鉆完井等一批關鍵核心技術。
除了尋找油氣資源之外，深地塔科1井作為一座科學探索井，還肩負著探索地球演化和氣候變遷等重任。隨后，萬米物理測井、萬米取芯等一系列科探工作也將陸續(xù)展開。(人民日報海外版 記者 李貞)