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從總體上看,中國航天技術(shù)和世界先進水平有10~15年左右的差距,而在載人航天上,中國還有更多的技術(shù)需要掌握
本刊記者 李墮
個人一小步,人類一大步。2003年10月16日6時54分,楊利偉代表中國人邁出了一小步。而這一小步是否能將中國帶入世界航天的第一集團?
“傳統(tǒng)意義上,公認的第一集團是美俄,第二集團則包括中、日、歐空局和印度”,哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天工程與力學(xué)系教授劉暾對中國《新聞周刊》記者說:“在航天領(lǐng)域歐、日都有領(lǐng)先的地方,歐空局前不久發(fā)射了探月飛行器,第一次使用‘電火箭’技術(shù);日本則已經(jīng)進行過兩次月球探測。中國是第五個發(fā)射衛(wèi)星的,比日本慢了一點,所以在西方人眼中,認為日本是排在中國前面的。現(xiàn)在‘神五’的成功,證明我們掌握了三項技術(shù):生命保障技術(shù)、人類返回技術(shù)和救援技術(shù)。這三項技術(shù)為我們加了一個巨大的砝碼。以我的判斷,中國可以排到第三位了,僅次于美、俄。”
中國工程院院士黃文虎以百米賽跑向記者形容第二集團內(nèi)部的競爭:“此前中、日、歐、印之間也就是一步、兩步的距離。載人航天的成功則是一大步,中國跨越了日本、印度,搶占了制高點。這是一個里程碑。”從這個意義上看,黃文虎認為,“我們走到了第一集團和第二集團之間!
中國的座次
1961年4月12日,加加林乘“東方一號”載人飛船上天。中國第一位太空人楊利偉比加加林晚了42年。中國和美、俄的差距究竟有多大?
“從總體上看,中國航天技術(shù)和世界先進水平有10~15年左右的差距”,航天史研究專家李大耀對中國《新聞周刊》記者分析說:“比如1986年,前蘇聯(lián)的聯(lián)盟TM系列飛船開始投入使用,中國的神舟號就相當于那一級別。”
此外,中國在上世紀90年代發(fā)射的氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、返回式衛(wèi)星、導(dǎo)航式衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、科學(xué)實驗衛(wèi)星等,也比同期國際先進水平相差十年左右。
從航天發(fā)展的進程看,載人航天只是第一步(載人航天——空間站——探月)。美、俄(蘇)都已經(jīng)走到了空間站階段,兩國先后建立了空間實驗室、空間站,俄羅斯甚至已經(jīng)發(fā)展到了第三代空間站——不僅航天器可以實現(xiàn)對接,太空人還可以走出艙門漫步太空,修理哈勃望遠鏡。美、俄都對月球完成了探測,帶回了土壤標本,其中美國還完成了人類的首次登月,對火星進行了探測。
而按照2000年11月發(fā)表的《中國的航天》白皮書,中國將在未來的十年中“開展以月球探測為主的深空探測的預(yù)先研究”,具體地說就是開展空間站、空間實驗室的研發(fā)和試驗,實現(xiàn)登月則是2020年的目標。
即使在載人航天技術(shù)上,我們的技術(shù)水平也只是初級階段!吧U霞夹g(shù)、人類返回技術(shù)和救援技術(shù)我們都有了,但只是初步掌握”,劉暾說,“中國航天人只是在空中停留了21個小時,維持21個小時生命的氧氣、氮氣、水都可以一次性帶上去,但是要居住一個星期、一個月甚至一年呢?這就需要一個水、空氣的循環(huán)系統(tǒng)。這和我們目前掌握的生命保障系統(tǒng)的技術(shù)就完全不一樣了!
此外,在載人航天上,中國還有更多的技術(shù)需要掌握,如空間交匯技術(shù)、空間組裝技術(shù)、空間檢查技術(shù)等。
正如“神五”的成功標志著綜合國力的進步,中國與美、俄在航天上的距離也同樣體現(xiàn)了整體經(jīng)濟水平的差距。北京航空航天大學(xué)航天飛行器與導(dǎo)彈技術(shù)系副主任徐世杰在接受采訪時說,現(xiàn)在是傾全國的觀測站和天文臺之力,才勉強完成了對飛船的遙測,但美國在全球就建有3座測控站,在本土的加州、澳大利亞的堪培拉和西班牙的馬德里,每隔120度建一座,使遙測沒有盲區(qū)。此外它還有數(shù)座直徑為70米、36米和26米的接收天線,已經(jīng)具有了探測太陽系的能力。而這種天線每座的成本都在上億美元。
選擇理性的趕超路徑
“(上世紀)70年代后期,鄧小平就說過,中國不參加太空競賽,現(xiàn)在不必上月球,要把力量集中到急用、實用的應(yīng)用衛(wèi)星上來”,李大耀回憶說。考慮到國際政治環(huán)境的變遷,這樣的定位延續(xù)到今天有了更深的含義。
在“神舟”誕生之前,曾經(jīng)有公開的爭論,究竟采用什么樣的手段實現(xiàn)中國人的太空夢。李大耀回憶說:“一種觀點認為,從國外載人航天的實踐和中國國情出發(fā),中國應(yīng)該以飛船起步突破載人航天技術(shù),因為美俄都是由飛船起步的;而另一種觀點認為,航天飛機技術(shù)比飛船技術(shù)更先進,當時歐空局和日本都在研制航天飛機,為了縮短與國際水平的差距,我們應(yīng)先發(fā)展小型航天飛機;還有一種觀點是開發(fā)難度更大的空天飛機(航天航空飛機),這樣航空部門的人也可加入進來。經(jīng)過兩年的討論,最終我們認可了飛船,因為航天飛機的技術(shù)更復(fù)雜,成本更高,相比之下飛船就省多了!
目前只有美國完全掌握了航天飛機的技術(shù),而其現(xiàn)實應(yīng)用情況也不盡如人意。“其實,研發(fā)航天飛機的初衷是為了重復(fù)使用,以降低成本”,黃文虎說:“按計劃,航天飛機的使用達到100次的標準,每公斤的發(fā)射成本就可以降到1000美元。但現(xiàn)實是使用次數(shù)最多的也只達到了二三十次!
1972年7月,美國國家航空航天局(NASA)選定洛克韋爾公司為航天飛機的主承包商,要求在此后6年內(nèi),用26億美元研制生產(chǎn)5架航天飛機,并于1978年實現(xiàn)首次載人飛行,可直到1979年4月洛克韋爾才完成第一架“企業(yè)號”的全部試驗工作。1980年4月NASA透露整個計劃的費用增加到89億美元,國會不得不增加預(yù)算。使用費用同樣極其昂貴,航天飛機一次飛行的花費就為1.5億~2億美元。美國一共制造了5架航天飛機:哥倫比亞號(飛行27次)、挑戰(zhàn)者號(飛行10次)、發(fā)現(xiàn)號(飛行30次)、亞特蘭蒂斯號(飛行26次)、奮進號(飛行19次),其中哥倫比亞號和挑戰(zhàn)者號已經(jīng)失事。1988年以后,NASA決定不再承攬商業(yè)載荷的發(fā)射任務(wù),航天飛機每年飛行次數(shù)也減為9次左右。
“前蘇聯(lián)也曾投巨資,做過一次航天飛機的嘗試,‘暴風(fēng)雪號’在1988年試飛了一次,此后就成了一件展覽品”,劉暾對記者說:“我們不需要這樣的大玩具!
黃文虎提醒記者:“不要忘記我們只用美國百分之一的經(jīng)費、日本十分之一的投入,達到了今天的水平!
中國航天這些年一直走得很穩(wěn)健,黃文虎向記者回顧認為,實踐證明中國要以國民經(jīng)濟能承受的限度來發(fā)展航天!爱斈晡覀兏恪畠蓮椧恍恰,國際環(huán)境很惡劣,處在美蘇的夾縫中,我們可以不修路,可以沒有火車,但不能沒有‘兩彈一星’,餓著肚子也要上。在很長時間內(nèi),航天等于國防,而國防是不講成本的!边@位宇航學(xué)家說:“但現(xiàn)在,我國航天的發(fā)展要依靠經(jīng)濟的持續(xù)繁榮,依靠人民的富裕。冷戰(zhàn)之后,航天是為人民。”-