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2019年是新中国成立70周年。70年风云翻卷，70年奋斗探索，无数中华儿女把勤劳和智慧贡献给了祖国，在新中国的美丽画卷上留下了许多值得铭记的“第一”“首次”。我们梳理出70个第一，记录新中国砥砺前行的奋斗历程，见证新时代开拓创新的精神力量。
第一颗天文卫星：暗物质卫星“悟空”
寻找暗物质存在的证据，对于人类理解宇宙形成、探索宇宙本源以及基础物理研究具有重大意义。我国的暗物质粒子探测卫星 ——“悟空”，是我国的第一颗天文卫星。
在中科院紫金山天文台，每天科研人员都会对暗物质卫星“悟空”和它传回的数据进行监测和分析。每天清晨和傍晚，“悟空”都会路过中国上空，传回约16G的数据。
据科学家们推测，在宇宙的构成中，暗物质占到25%，暗物质不带电荷，不与普通物质发生除引力以外的其他相互作用，能够穿越电磁场，很难被直接探测到。由于它对探索宇宙起源和基础物理研究具有重大意义，因此世界各国都在努力证实暗物质的存在。2015年12月17日，我国的暗物质粒子探测卫星“悟空”成功发射，它也是我国的第一颗天文卫星，从立项、设计到研制交付，经过了约4年的时间。
不仅研制速度快，而且性能优。“悟空”是世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间高能粒子探测器。运行不到2年，“悟空”获取了首批科学成果——探测到超过35亿高能粒子，获得了世界上最精准的高能电子宇宙线能谱，并且在人类鲜有涉足的1.4太电子伏特处，发现了流量异常变化的迹象。这一现象在此前从未被发现，如果被证实，将是重大科学突破。
截至目前，“悟空”已绕地球飞行了2万多圈，积累了超过20T的数据。虽然设计寿命只有3年，但经过评估，卫星状态优异仍可平稳运行，未来将继续工作，为暗物质研究积累更多科学数据。
“悟空”的“火眼金睛”，打开了一个前所未有的窗口，而我国通过其他途径来探寻暗物质的研究和尝试也在不断进行中。不久前，世界最深的极深地下实验室——“中国锦屏地下实验室”正式启动新阶段建设，到山顶2400米的垂直距离，使得它几乎没有宇宙射线干扰，将为暗物质相关实验研究提供平台支撑。中科院环形正负电子对撞机也有新进展，其加速器系统多项关键部件的物理设计通过评审，对撞机预计将在“十四五”时期开始建设，2030年前竣工，也将助力研究宇宙早期演化、寻找暗物质等未解的科学问题。
宇宙很大，暗物质或许将是人类打开星际探索大门的一把钥匙，逐步开启人类探索宇宙的新征程。
第一个探月工程——嫦娥工程
嫦娥奔月是著名的中国古代神话故事。现如今，“嫦娥奔月”已经从神话变成了现实。
2007年10月24日18时，中国嫦娥一号卫星，由长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心發射升空，奔向38万公里之外的月球。这是我国第一颗绕月人造卫星，以中国古代神话人物嫦娥命名。嫦娥一号卫星首次绕月探测取得圆满成功，使我国成为世界上为数不多的具有深空探测能力的国家。
中国探月工程首任月球应用科学首席科学家中科院院士欧阳自远说：“论证了10年。1993年开始论证，一直到2004年批准，最后国家批准了叫（中国探月工程）嫦娥工程。因为我们人类要离开地球，第一步不管任何人，你要跨出门槛。这个门槛是什么？月亮。”
按照“绕”“落”“回”三步走的战略，我国相继发射了多颗月球探测器。相比于世界，中国探月工程虽然起步晚、时间短，却创造了一个又一个人类探月史上的第一次。
2010年10月1日，中国嫦娥一号卫星发射升空，首次获得了7m分辨率的世界最清晰全月图。
2013年12月2日，中国嫦娥三号探测器发射升空，12月14日成功落月，在国际上首次实现基于机器视觉的自主避障和高精度软着陆。
2019年1月3日，嫦娥四号成功软着陆到月球南极冯·卡门撞击坑，巡视探测人类航天器从未到达过的月球背面。
欧阳自远说：“为什么要到那儿去？我们要找月球丢失的一段历史，距今41亿年到45亿年以前。在月球正面没有找到记录，月球背面可能有，就要落到那儿去，有专门月球车在上面做，最后我们发现，最古老的（月球历史）人类第一次找到了。”
嫦娥四号任务取得圆满成功，是我国向航天强国目标迈出的关键一步。目前，嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车，已经成功完成唤醒设置，进入第8个月昼工作。月球上的一个昼夜也就是一天，相当于地球上的28天。在此次唤醒之前，玉兔二号已经在月球上累计行驶了237.87米。除了我国自主研制的主载荷外，荷兰、沙特、德国和瑞典等国家搭载的中外科学载荷，将陆续开机，按计划开展科学探测。
离开地球飞向太空。未来，中国除了实现载人登月，还要建设月球基地，甚至到太阳系中更远的邻居星球去作客。
第一块4米量级碳化硅反射镜
大口径反射镜是光学观测系统的核心元件，通常口径越大，其探测能力就越强。由我国科学家自主研制的直径4.03米的碳化硅反射镜是目前世界上口径最大的该类型的反射镜。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的实验大楼内，直径4.03米的碳化硅反射镜已经被组装到观测设备上。在2018年8月通过验收之后，这块世界最大口径的碳化硅反射镜就被转运到了装配间，进行工程应用前的检测调试。
长期以来，大口径反射镜的制备都被西方国家所垄断。为了实现这一领域的技术突破，中科院长春光机所科研团队从2009年起，就开始了艰难而漫长的探索。在研制过程中，烧制一个完美无瑕的镜坯是他们遇到的最大困难。镜坯直径大了容易变形，必须通过合理的轻量化结构来控制曲率误差。同时，为了不出现裂痕，科研人员还要保证烧制炉内部温度场均匀，一个个前所未有的难题扑面而来。经过8年多的不断尝试和探索，在第5次烧制后，科研团队终于成功做出了一个令他们满意的镜坯，再经过对其精细打磨、抛光、检测、镀膜，最终各项指标均达到了预期的目标。
在此研究的基础上，该科研团队正在进行最新的10纳米精度大口径离轴曲面碳化硅反射镜的研制工作，它可以使得整个反射镜的视场角由原来的2.5度提升到75度。一系列高精度、大口径反射镜的成功研制，将在未来我国的天文观测、深空探测等国家重大科技项目中得到广泛应用。
第一个空间实验室平台“天宫一号”
作为中国航天史上规模最大的跨世纪重点工程，中国载人航天工程实施至今，取得了举世瞩目的成绩。
伴随着航天员杨利伟驾乘的“神舟五号”飞船圆满完成首次载人航天飞行，中国载人航天工程第一阶段任务圆满收官。第二阶段最核心的任务就是空间交会对接。“天宫一号”作为一个全新的载人航天器，既要作为交会对接的目标飞行器，又要实现从单一航天器飞行，到多航天器在轨对接、组合体飞行的跨越，还要具备空间实验室平台能力，确保航天员驻留安全，保障空间科学与技术实验。
中国航天科技集团五院空间站系统总设计师杨宏说：“‘天宫一号’要一次飞行，首发必须成功，而且要长期在轨运行，还要接纳3次飞船访问，多个航天乘组的进入，还要完成多个任务目标，这就是我们面临的最大的技术难点。”
“天宫一号”升空32天后，迎来第一个来访者“神舟八号”，两个七八吨重的航天器，从相距上万公里的不同轨道，以每秒7.8公里的速度赶赴约会。对接时，相对速度不能超过每秒0.2米，横向偏差不能超过18厘米。交会对接技术是发展载人航天必须攻克的基础技术，是航天大国秘而不宣的核心技术，只能自主创新、自我突破。
杨宏介绍说：“两个航天器的机、电、热，各个多专业系统要有机地融为一体，就相当于一个1加1要等于1。分离的时候，两个航天器还要各自成为独立的飞行器。我们11项关键技术在‘天宫一号’得到了突破和掌握，全面应用到了空间站。”
“天宫一号”突破和掌握了在轨航天器组合体控制和管理技术、大型密封舱壁板制造技术、精确姿态控制的控制力矩陀螺技术、可补加推进剂的金属膜盒贮箱技术等多项空间站关键技术。2011年11月3日，飞控大屏显示，12把对接锁准确启动，上千个齿轮和轴承同步工作，“天宫一号”与“神舟八号”紧紧相牵，对接成功！随后两年中，“天宫一号”又成功完成了和“神舟九号”“十号”的交会对接和相关任务。2016年3月16日，在轨飞行1630天的“天宫一号”目标飞行器正式终止数据服务，全面完成了历史使命，进入轨道衰减期。
作为我国航天领域规模最大，技术难度最高的国家重大工程，载人航天工程目前已成功发射12艘飞船和“天宫一号”目标飞行器，“天宫二号”空间实验室，将11位航天员14人次送入太空，安全返回。实现了从无人飞行到载人飞行，从一人一天到多人多天，从空间出舱到交会对接，从单船飞行到组合体稳定运行，从航天员短期飞行到中期驻留等一系列重大技术突破。我国载人航天工程第二步任务取得全面胜利，工程全面迈进空间站时代。
第一个自贸试验区：打造改革開放新格局
自由贸易试验区被称为我国改革开放的“新试验田”，作为我国第一个自贸试验区，上海自贸试验区自2013年设立以来，在投资、贸易、金融等领域先行先试、大胆创新，取得了一系列成果。
上海浦东，杨高北路，6年前，中国第一个自贸试验区——上海自由贸易试验区在这里挂牌。这块当时总面积只有28.78平方公里的“新试验田”，承担着在新时期为全面深化改革和扩大开放探索新途径，形成可复制、可推广经验的重任。
上海自贸试验区推进工作领导小组办公室副主任朱民说：“怎么去建这个自贸试验区，没有现成的路可走，也没有现成的经验可以参照，在做了很多的探索以后，提出在投资、贸易、金融、事中事后监管这四个领域，作为主攻方向进行系统的改革。”
挂牌当晚，上海自贸试验区发布中国第一份外商投资准入负面清单。自那时起，自贸试验区的外商投资不再需要事事审批，只要不是法律所禁止的，都可以做，不涉及外商投资准入负面清单的，备案即可。
朱民回忆说：“第一版负面清单出来的时候190条，有人说多了，那么还有部门说不够，但是毕竟出了第一版，不断地优化、完善，才有第二版。现在我们看到，到2019年只有30多条了，应该讲这个开放度，其实也远远超出了我们的想象。”
确立以负面清单为核心的投资管理制度、建立国际贸易“单一窗口”、创设自由贸易账户、率先试行“证照分离”……自成立以来，上海自贸试验区对标国际最高标准，“大胆试、大胆闯、自主改”，在促进贸易投资便利化、自由化等方面逐步探索建立起一系列创新制度。如今外商投资申报材料由10份减少到3份，办理时间缩减到1个工作日，95%以上的投资项目都以备案方式设立。制度创新进一步激发了市场活力和经济发展动力，自成立以来，上海自贸试验区新注册企业6万多家，超过挂牌前20多年的总和，探索形成的100多项改革创新成果在全国复制推广。
北斗导航系统开启全球服务
2018年12月27日，北斗导航系统开始向全球提供服务。这个由中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，经过近30年的创新发展，已经具备在全球范围内，全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。
在卫星导航装备系统与装备技术国家实验室里，依托“北斗三号”，命名为“天空之镜”的星基航空安全监视系统研究正在紧张有序的推进中。
北斗卫星导航系统从中国的国情国力出发，选择以双星定位理论为基石，确定了先有源后无源，先区域后全球“三步走”的发展战略。然而，“北斗一号”系统建设启动的时候，面对的更多是质疑和担忧。
面对困难，“北斗一号”的建设者没有退缩，一批北斗专家、院士身先士卒，带着年轻的科技工作者通宵达旦发现问题、讨论方案，硬是闯过了一道道难关。
“北斗一号”的建成和投入使用，不仅仅解决了我国卫星导航有和没有的问题，开辟出一条卫星导航的新路径，更重要的是培养了人才、积累了经验、坚定了自信。从此后，北斗系统建设进入快车道，从2000年第一颗北斗卫星发射至今，已成功发射46颗，无一失败;从2000年“北斗一号”系统建成，仅为中国客户提供服务，到2018年年底“北斗三号”开启全球服务，走出了一条独具中国特色的卫星导航发展之路。
伴随北斗卫星导航系统的稳步成长，相关产业规模也迅速壮大。目前，我国卫星导航与位置服务企业已达14000家，从业人员超过50万人，形成珠三角、京津冀、长三角、鄂豫湘、川陕渝五大产业区域;自主北斗芯片跨入28纳米工艺，我国卫星导航专利申请总量累计已达5.4万件，跃居全球第一。
在交通运输、海洋渔业等领域，全国已有600多万辆道路营运车辆，3万辆邮政和快递车辆，30多个中心城市约8万辆公交车，约6000座内河及海上导航设施使用北斗系统。同时，北斗高精度产品出口90多个国家和地区，北斗系统服务性能和产品质量赢得了良好声誉。北斗系统还进入了国际民航、国际海事、国际移动通信等多个国际组织标准。
首款大型水陆两栖飞机
“鲲龙AG600”是我国大飞机“三兄弟”之一，它是我国自主研制的首款大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，也是当今世界在研的最大一款水陆两栖飞机。“上天如鲲鹏，入水似蛟龙。”
上半身是飞机，下半身是轮船，这个有着特殊外貌的庞然大物，就是我国自主研制的水陆两栖飞机“鲲龙AG600”。AG600飞机是为满足我国应急救援体系和国家自然灾害防治体系建设需要而首次研制的大型特种用途民用飞机，其性能达到世界先进水平。
面对森林大火，它可通过在水面上短短20秒的滑行，就能一次汲水12吨，单次投水救火面积可达4000多平方米;面对海上灾难，AG600的飞行速度是救捞船舶、直升机救援速度的数倍以上，航程超过4000公里，一次可救援50名遇险人员。
这样一架能飞会游的飞机，需要把很多本不可能兼容的功能集于一身，找到一个最佳的平衡点，这背后是诸多棘手的技术难题。当前能研发水陆两栖大飞机的国家很少，关键的气水动设计、水上起降技术都处于技术封锁状态。2009年，在型号研制之初，面对两栖飞机的一些技术空白领域，团队曾经寻求国际合作。
航空工业鲲龙AG600总设计师黄领才回忆：“当初我们的技术基础是比较薄弱的，曾经想寻求国际合作，但是没有得到国外技术支持，完全是靠自己一路走过来。”
如何满足既能在陆地上起降，又能在水面上起降的特性？如何克服水阻力和波浪干扰，在水面滑行时保持平稳？从设计、制造再到总装，几乎每一步都是大型特种飞机的尝试与突破，单就“水动力”一个技术难题，研发人员就做了上万次实验，不停地修改完善，最后终于得出了一个合适的气水动布局。
2017年12月24日，“鲲龙AG600”在广东珠海实现陆上首飞，2018年10月20日，“鲲龙AG600”在湖北荆门成功完成水上首飞，实现了水陆两栖全能，填补了我国大型水陆两栖飞机研制能力的空白，这是我国航空工业坚持自主创新取得的又一重大科技成果。AG600飞机设计、制造等核心技术拥有完全自主知识产权，全机主要系统国产化率达到100%，是创新型国家建设的标志性工程之一。我国也成为除俄罗斯、日本、加拿大等国以外，目前少数能够研制这样大型水陆两栖飞机的国家。
黄领才说：“在实现陆上首飞之后，国外的一些公司纷纷找上门来，希望跟我们开展合作，甚至提出把生產线卖给我们，实际上这就从另一个侧面反映一个问题，就是说对于这种核心的关键技术，花钱是买不来的，必须牢牢地掌握在自己手里。”
据了解，下一步AG600还将展开海上试飞，验证更加复杂的海上环境。随着技术的进一步完善，在水陆两栖飞机的平台上，AG600还可根据需要进行改装，满足执行海洋环境监测与保护、资源探测、岛礁运输等任务需要，以及为“一带一路”提供海上航行安全保障和紧急支援等服务。
中国天眼 探索宇宙的国之利器
浩瀚星空、广袤苍穹，自古以来就寄托着人类的科学梦想。2016年，由中国科学院国家天文台主导建设的500米单口径球面射电望远镜FAST落成启用，成为拥有世界最大口径和最高灵敏度的射电望远镜，也让中国科学家有了仰望星空、探索宇宙的国之利器。
在位于我国西南部的贵州平塘，FAST像一口“超级大锅”坐落在群山之间。口径500米、高差173米、反射面相当于30个足球场大小，灵敏度比此前世界最先进的美国阿雷西博望远镜还要高2.5倍。这个超级望远镜从提出构想、开始选址、到最终建成，经历了漫长的22年。
20世纪90年代，科学家们期望，在电波环境被彻底破坏之前，真正看一眼初始的宇宙，弄清宇宙结构的形成演化。为了实现这一梦想，南仁东提出了建设500米口径望远镜的构想。
FAST项目发起者南仁东说：“我们可预测的突破、前沿就在那，不冲上去，没人等你。人家拿了第一个，第二个等于零。”
利用天然的喀斯特洼坑作为台址，铺设数千块单元组成冠状主动反射面，采用轻型索拖动机构和并联机器人实现接收机高精度定位，这是FAST的三大自主创新。1994～2005年，南仁东和同事们几乎走遍了贵州的窝凼，考察了400多个喀斯特洼地，最终选定了大窝凼为工程台址。经过预研、立项，2011年3月，FAST项目正式开工建设。
FAST项目总工程师姜鹏说：“看上去它就是一个不可思议的工程项目，要在几百米的尺度实现毫米级的精度，没有经验可参考，然后你在尝试的时候经常会说好像有一个东西要处理，你要打个补丁，补丁打补丁。到最后实不实现得了这个事，没有人能给你答案。”
用于斜拉桥的钢索，在FAST实验上也折断了，研究团队通过反复攻关，终于研制出了满足FAST要求的钢索，材料工艺达到国标的2.5倍。
“从几百米的钢塔、钢架子，一直到螺丝钉，每一个东西上都有想象力，都有FAST人的心血。”南仁东说
经过上百个单位的协同攻关，2016年9月25日，FAST落成启用，习近平总书记发来贺信，希望中国天眼FAST能够“早出成果、多出成果、出好成果、出大成果”。
FAST项目首席科学家李菂表示：“能够得到国家最高领导人的关注，我们觉得非常荣幸。我们既是中国高速发展的基建和基础科学投入的受益者，也是它的参与者和贡献者，完成了从追赶到超越的这样一个过程。”
500米口径的超级望远镜，具有世界最高的灵敏度和超强的分辨率，能够捕捉百亿光年前宇宙爆炸时的神秘信息，将人类的空间探测能力提升到前所未有的高度。短短3年时间，这个世界最大的射电望远镜就已经发现了80多颗脉冲星，包括具有强相对论效应的双星系统和毫秒脉冲星。巡视中性氢、搜寻地外文明等科学目标也已经得到初步验证。通过这一国之利器，多科学目标宇宙巡天等国家重大项目也正在实施，前沿探索和原始创新的活力正在被不断激发。
（文字源自央视）
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