嫦娥五号成功踏月!未来世界级 “航天竞赛” 谁将领先?

published: 2023-01-01

探索经过约 38 万公里、一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅,12 月 1日晚间,“嫦娥五号”探测器稳稳降落在月球正面风暴洋北部吕姆克山、夏普月溪附近。这是中国探测器第三次在月球表面成功软着陆,也是人类探测器首次踏足月球上的这一区域。

这次漂亮的“嫦娥落月”,赢得了国际航天界的掌声。多国航天机构称,这是一次非常复杂的任务。如果能成功,将成为航天探月史上的里程碑之一!

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但自 1970 年 “东方红1号” 发射以来,中国航天在很长时间里尚无法同美国、苏联这样的航天强国相比,我国是如何一步步走到今天的呢?

今天,就让我们通过 Mateusz Karmalski 创作的数据可视化作品,用数据探索近代以来世界各国与中国的航天发展历程及其背后故事!


1957年至今的世界航天发展史

从 Viz 图表中,作者以条形图和堆叠区域图结合呈现了 1957 年至今的世界各国航天发展史。在堆叠区域图中,颜色的深浅代表着不同的国家、而颜色最深的表示前苏联,其次是美国、法国、中国……

鼠标悬停在堆叠区域图上,对比颜色面积后发现:

  • 世界航天发展的巅峰主要有 2 个时期。第一个是 20 世纪 60-80 年代,其次是进入 21 世纪来的近十年间。

  • 在第一个巅峰时期,主要由俄罗斯(前苏联)为主导,推动全球的航天竞赛发展;

  • 在随后的十多年时间内,美国扛起了领导世界航天发展的大旗;

  • 直至近十年来,全球航天发展重回历史巅峰。然而,俄罗斯的发射次数明显落后于美国和中国。

众所周知,前苏联和美国是世界航天发展史上的两大航天强国。为了争夺航天实力的最高地位,这 2 个国家曾于二战后的 “冷战” 时期,在各个领域展开了激烈的角逐。

在这一背景下,双方都加速了航天计划的制定和实施,因此造就了第一个航天发展巅峰时期。这在无形中也对人类做出了巨大的贡献,并为后期的航天发展奠下基础。


各国航天竞赛谁获得了成就?

航天事业是人类历史上最为复杂的系统工程之一,它的发展取决于整个时代的科技水平程度,同时也是各国综合国力最直接的表现。

作者以排序条形图,呈现了全球航天发射次数排行榜单,共有来自 14 个国家的航天组织正在参与这场世界级的“航天竞赛”。

鼠标悬停在排序条形图上,通过工具提示可以看到:

  • 俄罗斯以发射次数 2111 次遥遥领先。结合它在近年来的表现,可见在第一个巅峰时期,俄罗斯的高科技水平和综合国力有多雄厚。

  • 而技术与综合实力与前苏联旗鼓相当的美国,以 1379 次发射任务位列第二。

  • 法国和中国作为航天后起之秀,位列第三和第四位。其中,中国航天事业在近年来得到飞速发展。


发射航天任务的成功率是多少?

然而,在整个世界航天发展史上,各国可以成功发射航天任务,并非是一蹴而就的。鼠标悬停在百分比环形图上,可以探索历年来的发射成功率:

条形深灰色表示失败率,浅灰色表示成功率。在已发射的 4342 次航天任务中,整体发射成功率为 89.7%,失败率为 10.3%,意味着几乎是 10 次尝试中有 9 次成功。

鼠标悬停在 Viz 左侧的条形图上,从工具提示中可以看到:航天发展早期,经由苏联和美国的多次发射尝试后,失败率呈现逐步降低的趋势。这进一步验证了两国为航天发展贡献的力量。

不过,航天发射成功率也与任务难度等级挂钩。从早期航天发展的火箭技术、到人造卫星、载人航天飞船,再延伸到宇宙空间探测(例如探月和火星)、载人空间站等等,对于当代的科技水平来说,无疑充满着重重挑战。


航天发射基地选址有何讲究?

想要成功发射航天任务,不可忽视的一项操作是:选址建造一个适宜发射的航天基地。作者在 Viz 使用维诺图来呈现各国机构的航天发射数量,并使用地图来为我们呈现了各国航天发射基地的地域分布。

结合探索维诺图和地图得知:全球共有 44 个航天发射基地,并且大多数建造在低纬度地区。内陆国家,大多数会选择戈壁或沙漠等地形建造基地,而沿海国家则会选择将基地建在海峡或海岸上。

鼠标悬停在火箭图标上,可以看到各个基地的航天发射次数:

  • 最常用的基地是俄罗斯境内的普列谢茨克航天发射场,共发射 1246 次;

  • 第二受欢迎的基地是位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场,共发射 701 次;

  • 第三名则是位于美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角卫星发射中心,共发射 660 次。

有趣的是:哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场并不仅用于本国的航天任务发射,邻国俄罗斯、就连美国和法国等也曾在这个基地发射多次航天任务。


>>> 俄罗斯航天基地

其实,拜科努尔航天发射场是前苏联建造的航天器发射场和导弹试验基地。苏联解体后,哈萨克斯坦独立出来,这个基地也被纳入了辖区。

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由于这个基地位于一片荒漠之中,且前苏联航天人曾在此创造了无数的世界第一。所以,尽管半个多世纪过去,这个陈旧的发射场凭着齐全的发射设备,站在世界航天的第一线。

因此哈俄两国于 1994 年签署协议,俄罗斯每年要向哈萨克斯坦支付1.15亿美元的租金,租用期至 2050 年。


>>> 美国航天基地

而美国卡纳维拉尔角所在地是众人皆知的航空海岸,附近有肯尼迪航天中心和卡纳维拉尔空军基地,美国的航天飞机都是从这两个地方发射升空的。

由于发射场纬度较低,向东发射火箭,可利用地球自转附加速度,有助于卫星入轨。前苏联把航天发射中心放在拜科努尔,也是基于这个考虑。

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>>> 中国卫星发射中心

中国的航天发射基地有 4 个,分别位于甘肃酒泉、山西太原、四川西昌 和 海南文昌。这四个基地所在地域辽阔,气候环境不一,可用于不同类型的航天任务发射。

而太原卫星发射中心位于山西高原地带,适合中低轨发射器(气象、通信等卫星),其发射成功率到达百分百,实属世界少有。

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未来谁将领先国际航天领域?

或许大家目前仍无法得出结论,但从整个数据可视化中,我们看到了前苏联与美国等航天强国的前瞻之举,还有法国、中国等航天后起之秀的赫赫战绩。

如果嫦娥五号顺利完成月面土壤样本采集的任务,那么这将是全人类 44 年未曾尝试的壮举,对于世界航天发展和进一步探索太空发挥着重要作用,这也足以展现中国是太空领域领先国家的实力!

图片来源于网络:嫦娥五号“挖土”视频

探索永无止境,我们的征途是星辰大海。就像在 “数据航天史:中国冲向太空的 50 年” 文中所说的,航天探索并非易事,需要攻克的方面多如牛毛,我们任重而道远。作为国人,我们期待越来越强的中国!



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