中科院專家：中國(guó)航天事業(yè)進(jìn)步大但還需迎頭追趕

　　尚未出征就被捧為史上最牛“快遞小哥”的“天舟一號(hào)”將于今晚19時(shí)41分從文昌航天發(fā)射場(chǎng)“上天”。作為我國(guó)首個(gè)自主研制的貨運(yùn)飛船，“天舟一號(hào)”擔(dān)負(fù)為空間實(shí)驗(yàn)室運(yùn)送消耗物品、推進(jìn)劑、維修設(shè)備、維修器材及試驗(yàn)載荷設(shè)備等物資的使命。不少國(guó)人慶呼，“天舟一號(hào)”若成功“送貨”，意味著中國(guó)向建成空間站又邁出一大步。

　　中國(guó)的航天技術(shù)已發(fā)展到什么水平?與其他航天大國(guó)相比，又能落于哪一段位?此文系中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心戰(zhàn)略規(guī)劃室主任張偉的演講，可供各位讀者參考。】

　　大家知道我們剛過(guò)去的一年是非常讓我們航天人振奮的一年，今年四月我們發(fā)射了實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星，八月我們發(fā)射了量子衛(wèi)星，十月我們發(fā)射了天宮二號(hào)，十一月我們又將發(fā)射長(zhǎng)征五號(hào)火箭——起飛重量一千噸。

　　大家可以想象這非常激動(dòng)人心的一刻，但是有一個(gè)記者曾問(wèn)我，我們的航天技術(shù)水平是不是已經(jīng)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，我們是不是能夠引領(lǐng)未來(lái)國(guó)際航天事業(yè)的發(fā)展?我的回答是這個(gè)我還不敢說(shuō)。

　　我們可以回顧一下國(guó)際載人航天的發(fā)展歷史來(lái)可以審視一下我們自己的差距，比如說(shuō)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，美蘇就基于冷戰(zhàn)的思維就開(kāi)始了他們的太空競(jìng)賽你追我趕的一種狀態(tài);1961年蘇聯(lián)的航天員加加林第一個(gè)踏入了太空，這個(gè)對(duì)美國(guó)震動(dòng)非常大，美國(guó)就開(kāi)始它的載人登月計(jì)劃，所以在1969年美國(guó)阿波羅順利地登上了月球，當(dāng)時(shí)阿姆斯特朗登上月球以后說(shuō)了第一句話是：這是我個(gè)人的一小步，我們?nèi)祟惖囊淮蟛健?/p>

　　所以當(dāng)時(shí)美國(guó)這個(gè)事情非常鼓舞人心，他們當(dāng)時(shí)做的很多技術(shù)都衍生到了我們后續(xù)的應(yīng)用當(dāng)中，當(dāng)時(shí)有三千多種技術(shù)獲得了應(yīng)用，投入產(chǎn)出比近期他們估算是1：14，也就是我們投入一塊錢(qián)將要產(chǎn)出十四塊錢(qián)的效益。

　　比如說(shuō)我們最常見(jiàn)的例子，我們嬰兒經(jīng)常用的那個(gè)尿不濕，這不是單純想到了來(lái)開(kāi)發(fā)的，而是當(dāng)時(shí)為了解決航天員待在那兒等的時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)尿急的問(wèn)題才開(kāi)發(fā)出了我們這個(gè)尿不濕。

　　另外還有我們的CT，包括我們的后面好多醫(yī)學(xué)設(shè)備也是為了航天員的生命保障開(kāi)發(fā)出來(lái)的技術(shù)，甚至我們小朋友特喜歡吃的方便面，里面的脫水蔬菜也是為了航天員補(bǔ)充維生素開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種食品，現(xiàn)在都大量的應(yīng)用在我們的生活當(dāng)中。

　　蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)也開(kāi)始搞載人登月計(jì)劃，它發(fā)射了好多次火箭，有好多次都爆炸了，以失敗告終。這樣前蘇聯(lián)就開(kāi)始走另外一條路子，它說(shuō)我們要占領(lǐng)近地空間，在地球周圍要建立一個(gè)長(zhǎng)期的空間站，所以1971年到1982年前蘇聯(lián)近地空間就發(fā)射了七個(gè)禮炮號(hào)空間站，這個(gè)空間站比如從1號(hào)開(kāi)始就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了交會(huì)對(duì)接。

　　我們天宮二號(hào)剛剛交會(huì)對(duì)接，而他們很早就實(shí)現(xiàn)了。航天員在那兒能連續(xù)生活23天，禮炮7號(hào)規(guī)模比較大。在軌就3000多天，開(kāi)展了大量實(shí)驗(yàn)，三名宇航員在上面就待了237天，所以當(dāng)時(shí)他們能力已經(jīng)很可觀了。

　　比如禮炮3號(hào)還進(jìn)行了一些軍事偵察的實(shí)驗(yàn)，比如說(shuō)它看海上還有空中這個(gè)合作目標(biāo)，他們要進(jìn)行定位，也起了很大的作用，拍攝了很多地球遙感的圖片來(lái)繪制專用的地形圖。

　　這樣美國(guó)就不甘落后，在1973年美國(guó)說(shuō)我也發(fā)一個(gè)吧，他就發(fā)了一個(gè)天空實(shí)驗(yàn)室，這是一個(gè)試驗(yàn)性的空間站，上面主要是在驗(yàn)證人在太空當(dāng)中能不能發(fā)揮足夠的作用。

　　航天員在外面艙外活動(dòng)有五十多次，充分驗(yàn)證了人在太空是非常有必要存在的，他們又拍攝了大量的太陽(yáng)活動(dòng)的照片，在這當(dāng)中就發(fā)現(xiàn)了日冕的結(jié)構(gòu)特性，發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)耀斑的一些形態(tài)特征，所以這些都是非常有用的一些成果。

　　前蘇聯(lián)后來(lái)就基于禮炮號(hào)空間站說(shuō)你搞一個(gè)，我搞一個(gè)更大的，他就做了一個(gè)在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)是規(guī)模最大的能力最強(qiáng)的一個(gè)空間站，就是這個(gè)和平號(hào)空間站。

　　“和平”號(hào)空間站

　　這個(gè)空間站了不得，相當(dāng)于它在軌就做了15年，開(kāi)展一萬(wàn)六千多次實(shí)驗(yàn)，所以他們的成果非常豐富，包括生命科學(xué)——它開(kāi)展蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)來(lái)制藥品;還有對(duì)于材料，它做了六百多種材料的實(shí)驗(yàn)，新研制出了35種新材料;還做了一些比如對(duì)地球的觀測(cè)，非常震撼的一些成果。

　　和平號(hào)空間站當(dāng)中因?yàn)楫?dāng)時(shí)冷戰(zhàn)基本上已經(jīng)結(jié)束了，所以美國(guó)的與和平號(hào)也進(jìn)行了對(duì)接，他們相互還串門(mén)，相互一塊兒在那里面工作了很多年。

　　和平號(hào)空間站也是一個(gè)國(guó)際合作的空間站，因?yàn)樗偣灿?2個(gè)國(guó)家的135位航天員都進(jìn)到和平號(hào)空間站工作了很長(zhǎng)時(shí)間。它創(chuàng)造了一個(gè)記錄，有一個(gè)航天員在太空當(dāng)中連續(xù)生活了438天，時(shí)間非常長(zhǎng)。

　　因?yàn)槲覀冎篮教靻T在太空當(dāng)中要忍受各種微重力的影響包括他的骨丟失，他的骨頭每個(gè)月要損失1.5%，他待了一年多所以對(duì)他來(lái)說(shuō)可能是很大的一個(gè)考驗(yàn)。

　　美國(guó)為了降低航天的成本開(kāi)始開(kāi)發(fā)了航天飛機(jī)，從1981年到2011年實(shí)際上開(kāi)發(fā)了五架航天飛機(jī)，總共飛了一百多次往返飛行，相當(dāng)于運(yùn)送了很多東西。

　　每次運(yùn)都可以運(yùn)三十多噸東西上去，其中就運(yùn)了五十多顆衛(wèi)星，它把它運(yùn)上去再發(fā)射出去，甚至發(fā)射了很多深空的探測(cè)器包括金星的探測(cè)器， 還有非常有名的哈勃望遠(yuǎn)鏡。

　　當(dāng)時(shí)發(fā)射了望遠(yuǎn)鏡以后，望遠(yuǎn)鏡經(jīng)常壞，隔一段時(shí)間壞了，航天飛機(jī)又上去五次專門(mén)對(duì)它進(jìn)行維修，所以航天飛機(jī)的作用非常大，但是它的風(fēng)險(xiǎn)太高，當(dāng)時(shí)挑戰(zhàn)者號(hào)和哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)都發(fā)生了爆炸，每個(gè)航天飛機(jī)上都有7名航天員，就相當(dāng)于14名航天員為此都獻(xiàn)出了生命。

　　另外一個(gè)它太費(fèi)錢(qián)了，它本來(lái)是為了降低成本想著是五千萬(wàn)美元就發(fā)一次。結(jié)果每發(fā)一次都得四億五千萬(wàn)美元，這個(gè)就太貴了;另外它維護(hù)費(fèi)更貴，它每年發(fā)射帶維護(hù)就需要四五十億美元，基本上難以承受，所以后面在2011年它慢慢就退役了。

　　實(shí)際上前蘇聯(lián)也開(kāi)始想搞這個(gè)航天飛機(jī)，但是它資金就沒(méi)那么多，沒(méi)那么多錢(qián)來(lái)搞這個(gè)航天飛機(jī)所以就沒(méi)有搞成。后來(lái)蘇聯(lián)也解體了，大家都是好哥們了，他們就開(kāi)始做國(guó)際空間站，聯(lián)合起來(lái)了。

　　美國(guó)聯(lián)合歐空局、歐洲、俄羅斯、日本、加拿大16個(gè)國(guó)家一塊來(lái)建造這個(gè)國(guó)際空間站，這個(gè)空間站非常大，其體量非常大。展開(kāi)以后基本上是兩個(gè)足球場(chǎng)那么大，里面的空間也很大，大大小小加起來(lái)有兩個(gè)波音747那么大，所以能開(kāi)展相當(dāng)數(shù)量的科學(xué)研究。

　　當(dāng)時(shí)美國(guó)、俄羅斯、日本分別做一些艙對(duì)接起來(lái)，一塊拼起來(lái)的這么一個(gè)空間站。但是這個(gè)16個(gè)國(guó)家當(dāng)中沒(méi)有中國(guó)，當(dāng)時(shí)美國(guó)拒絕中國(guó)參與他們國(guó)際空間站的計(jì)劃，在2011年美國(guó)國(guó)會(huì)專門(mén)出了一個(gè)法案禁止美國(guó)NASA和中國(guó)開(kāi)展任何形式的雙邊合作，把我們排除在外了，但是今年又稍微有點(diǎn)緩和了，今年我們有一個(gè)中國(guó)科學(xué)家參與了國(guó)際空間站的一個(gè)生命實(shí)驗(yàn)，也就是說(shuō)現(xiàn)在是95個(gè)國(guó)家參與他們的實(shí)驗(yàn)，把我們中國(guó)也算進(jìn)去了。

　　在載人火星規(guī)劃當(dāng)中可以考慮和中國(guó)來(lái)開(kāi)展合作，因?yàn)橹袊?guó)有錢(qián)，現(xiàn)在國(guó)際空間站有很多成果已經(jīng)應(yīng)用到了我們地面，包括這個(gè)靶向藥物輸送技術(shù)，剛才牛北方博士也提到了，相當(dāng)于一個(gè)藥物輸送定向的進(jìn)行治療，用在了乳腺癌的治療當(dāng)中。

　　同時(shí)還有空間機(jī)械臂的技術(shù)用在了地面開(kāi)展腦手術(shù)、腦腫瘤，在核磁共振儀當(dāng)中機(jī)械手伸進(jìn)去對(duì)腦腫瘤進(jìn)行切除，醫(yī)生是不可能把手伸到這個(gè)核磁共振儀當(dāng)中的，所以這個(gè)成果已經(jīng)給地球上人類有很大的造福作用了，有非常廣闊的應(yīng)用前景。

　　所以我們從前面的一個(gè)歷史回顧就可以看出來(lái)，我們國(guó)內(nèi)和國(guó)外的差距還是有的。從時(shí)間軸上來(lái)看，其他國(guó)家從1961年就開(kāi)始做載人登月，比如1969年就實(shí)現(xiàn)了載人登月，而我們載人登月計(jì)劃可能還得再往后，比如在2030年或者三幾年，此外他們?cè)?971年就可以做空間站了，我們的空間站現(xiàn)在規(guī)劃在2018到2022年開(kāi)始實(shí)施，所以這個(gè)時(shí)間跨度上是有的。

　　演講現(xiàn)場(chǎng)

　　載人航天器上至少有這么多差距，有一些具體的指標(biāo)，比如能力上來(lái)說(shuō)，近地空間運(yùn)載能力，也就是把我們的東西要運(yùn)到太空當(dāng)中，運(yùn)到空間站那個(gè)高度，就是二百到四百公里，美國(guó)土星五號(hào)火箭可以實(shí)現(xiàn)139噸，俄羅斯也可以做到130噸，但是我們現(xiàn)在馬上要發(fā)射的長(zhǎng)征5號(hào)火箭預(yù)計(jì)能達(dá)到25噸，我們?cè)诖笸屏鸺l(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)技術(shù)方面還有大直徑的箭體結(jié)構(gòu)技術(shù)方面還需要做關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

　　航天員太空長(zhǎng)期生存的能力。我們要進(jìn)行保障，美國(guó)最長(zhǎng)達(dá)到340天，俄羅斯是438天，但我國(guó)現(xiàn)在在天宮2號(hào)我們想嘗試能生存30天，當(dāng)時(shí)天宮二號(hào)為什么上了兩名航天員?因?yàn)槿绻覀兩先荒艽?0天，兩名的話可以待30天，我們的保障措施能夠支持60人天的駐留，所以這個(gè)我們也需要進(jìn)一步研究。

　　包括空間應(yīng)用能力，他們基于空間站還有別的設(shè)施進(jìn)行了近兩千項(xiàng)的研究，我們現(xiàn)在包括神舟系列飛船、天宮一號(hào)、天宮二號(hào)總共可能就是五十多項(xiàng)研究，成果還不夠突出。

　　這是載人航天的比較，還有無(wú)人探測(cè)。無(wú)人深空探測(cè)的比較我這兒沒(méi)有講，但是可以給一個(gè)數(shù)字，2013年美國(guó)的旅行者一號(hào)已經(jīng)走出了太陽(yáng)系，就相當(dāng)于我們嫦娥二號(hào)和嫦娥三號(hào)剛剛能進(jìn)行月球探測(cè)，它們已經(jīng)出了太陽(yáng)系，所以這個(gè)差距還是很大的。

　　美國(guó)對(duì)于火星已經(jīng)成功發(fā)射了15個(gè)探測(cè)器進(jìn)行深入的探測(cè)。這個(gè)原因何在呢?當(dāng)然這表示我個(gè)人的理解，第一個(gè)原因就是我們確實(shí)起步比較晚，我們知道二戰(zhàn)德國(guó)戰(zhàn)敗以后，美國(guó)和蘇聯(lián)都去德國(guó)搶人才，美國(guó)就把馮·布勞恩納入了美國(guó)的麾下，馮·布勞恩是什么人呢?

　　韋納·馮·布勞恩

　　他是在德國(guó)時(shí)候幫助德國(guó)開(kāi)發(fā)了V2火箭，這個(gè)V2火箭當(dāng)時(shí)德國(guó)利用它對(duì)英國(guó)進(jìn)行了大規(guī)模的空襲，當(dāng)時(shí)震驚了世界，所以美國(guó)當(dāng)時(shí)把他挖過(guò)來(lái)讓他負(fù)責(zé)探月計(jì)劃當(dāng)中的土星5號(hào)火箭的研制，所以這個(gè)人非常了不得，他幫助美國(guó)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)。

　　而當(dāng)時(shí)四幾年我們剛剛把日本趕出去，還在建國(guó)，科技、經(jīng)濟(jì)都有待發(fā)展，所以就沒(méi)有能力來(lái)實(shí)施這樣的計(jì)劃。

　　另外一個(gè)原因就是西方對(duì)我們一直有一個(gè)技術(shù)封鎖，高精尖的技術(shù)、最尖端的芯片、高精尖的機(jī)床設(shè)備、先進(jìn)的材料是不會(huì)給我們的。所以1998年我們和以色列談好了要把預(yù)警機(jī)進(jìn)口幾臺(tái)，相當(dāng)于來(lái)發(fā)展我們的相關(guān)裝備，但是美國(guó)給以色列施加壓力，在2001年的時(shí)候以色列就把合同就撕毀了，這樣對(duì)我們的裝備建設(shè)有很大的影響。

　　我們要自力更生來(lái)發(fā)展自己的東西，技術(shù)封鎖，我們沒(méi)有辦法得到國(guó)外的技術(shù)，只能自己發(fā)展。

　　第三個(gè)原因就是我們的原創(chuàng)性不夠，我們對(duì)科學(xué)技術(shù)的原創(chuàng)性還是不夠，主要處于跟蹤還有仿制式發(fā)展，有一點(diǎn)我們改進(jìn)的成分更多，就是我們拿了以后改進(jìn)的很多。

　　我覺(jué)得教育理念可能和國(guó)外有一定的區(qū)別，比如我在英國(guó)做訪問(wèn)學(xué)者的時(shí)候，我兒子進(jìn)了英國(guó)讀一年小學(xué)，我每天看他書(shū)包也不背也沒(méi)什么作業(yè)，說(shuō)這天天都不學(xué)東西嗎，我就去學(xué)校看，我一看發(fā)現(xiàn)學(xué)生都圍著老師坐，老師在那兒講一講，學(xué)生需要寫(xiě)字了跑到桌子上寫(xiě)一寫(xiě)，一會(huì)兒又圍過(guò)來(lái)又坐成一圈，感覺(jué)非常輕松愉快地在學(xué)習(xí)。

　　教育的形式也多種多樣，比如他要教你地理，他拿一個(gè)涂色的東西讓你在這兒涂色了解英國(guó)地理，所以這些方面給我一個(gè)感觸就是我們的孩子都是接受標(biāo)準(zhǔn)化教育，是不是會(huì)束縛了他的創(chuàng)造力，是不是影響了他的想象力，所以這個(gè)我們覺(jué)得值得進(jìn)一步思考。

　　另外我們航天任務(wù)主要是研究為主，研究載荷為主，研究太空實(shí)驗(yàn)這些有經(jīng)費(fèi)支持，但是缺乏對(duì)航天整個(gè)事業(yè)的長(zhǎng)期而穩(wěn)定的投入。美國(guó)每年大概有150億美元要投在航天上，它有個(gè)全方位的支持，我們主要支持以任務(wù)導(dǎo)向?yàn)橹鲗?duì)地面的研究，還有樣品返回以后地面后期的處理支持還是不太足，所以這方面也希望我們國(guó)家更多地投入。

　　在研究上面正因?yàn)槲覀冇幸陨线@么大的差距，所以我們必須大步追趕，比如天宮二號(hào)上安排了14項(xiàng)國(guó)際前沿的實(shí)驗(yàn)，如研究冷原子鐘，這是國(guó)際上第一臺(tái)能在軌運(yùn)行的冷原子鐘，它的誤差能實(shí)現(xiàn)三千萬(wàn)年誤差一秒，比我們的表要準(zhǔn)得多，可以有效地提高我們導(dǎo)航授時(shí)的精度。

　　另外它做的伽瑪暴偏振探測(cè)是中歐合作的，這是國(guó)際上首次開(kāi)展宇宙伽瑪射線的偏振探測(cè)，所以又開(kāi)辟了一個(gè)天文觀測(cè)新窗口有利于發(fā)現(xiàn)新的一些伽瑪暴的機(jī)理。

　　這個(gè)伴隨衛(wèi)星很好玩，它就是要在天宮二號(hào)釋放出來(lái)，跟著天宮二號(hào)一直伴隨著對(duì)天宮二號(hào)進(jìn)行拍照，未來(lái)也是想做一些衛(wèi)星編隊(duì)的一些試驗(yàn)，同時(shí)開(kāi)展一些相關(guān)的研究，所以這個(gè)也是非常創(chuàng)新的一些想法。

　　另外我們不斷地在發(fā)射新的科學(xué)衛(wèi)星，比如2015年我們發(fā)射暗物質(zhì)衛(wèi)星，期望能更早地發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在的證據(jù)，這樣就能獲得非常重大的發(fā)現(xiàn)，領(lǐng)先的國(guó)際前沿，實(shí)踐十號(hào)我們開(kāi)展了大量的燃燒實(shí)驗(yàn)。還有小老鼠在太空的胚胎培養(yǎng)，這相關(guān)的研究量子衛(wèi)星是為了實(shí)現(xiàn)我們量子通信就相當(dāng)于為未來(lái)絕對(duì)安全的一個(gè)量子通信打基礎(chǔ)。

　　同時(shí)我們未來(lái)的空間站，這個(gè)體量是大概60噸，當(dāng)然趕不上和平號(hào)空間站，但是在這么有限的空間內(nèi)想支持更多的研究，我們規(guī)劃了大量的研究，它有可能是2024年以后全國(guó)也是全球唯一的空間站，所以現(xiàn)在美國(guó)、俄羅斯包括歐空局都來(lái)和我們談希望能加入到我們的空間站隊(duì)伍當(dāng)中一塊兒來(lái)做。

　　因?yàn)槲覀儗?duì)載人月球探測(cè)也有個(gè)設(shè)想，想在攻克這個(gè)新一代載人飛船，重型火箭的基礎(chǔ)上在2035年看能不能登上月球，在2045年能不能建一個(gè)大型的科考站進(jìn)行大量的天文觀測(cè)、地球觀測(cè)這些研究。

　　同時(shí)我們還規(guī)劃了十幾顆空間科學(xué)衛(wèi)星，探月工程和深空探測(cè)工程也在穩(wěn)步推進(jìn)。2017年我們要去月球采樣返回2018年，我們要去月球的背面首次進(jìn)行探測(cè)，2020年我們火星探測(cè)器要落到火星上進(jìn)行一個(gè)探測(cè)，所以這些都是非常鼓舞人心的一些期待。

　　但是我們前期空間技術(shù)發(fā)展的比較多，空間科學(xué)和空間應(yīng)用相對(duì)少一些。我們要有利于地面的生活還要開(kāi)展大量的研究。所以習(xí)總書(shū)記在全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)上提出必須推動(dòng)空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展?？倸w我們利用國(guó)家這次機(jī)會(huì)大力發(fā)展我們的航天，推動(dòng)我們由航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)的一個(gè)邁進(jìn)。

　　這個(gè)任務(wù)任重而道遠(yuǎn)，需要我們一代一代人的一個(gè)努力，所以我們希望更多的年輕人特別是下一代加入到我們的航天隊(duì)伍中，加入到我們的科技隊(duì)伍中有利于我們強(qiáng)國(guó)夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)，謝謝大家!