孙家栋:我国走出一条自主创新航天路
“每次发射任务前我最关注的是发射前各项报告正常。”被誉为“卫星之父”的中国工程院院士孙家栋已同栾恩杰、欧阳自远一道从探月工程的一线退居幕后。不过,即使不在一线,这组“铁三角”依然对我国的探月工程十分关心,他们担任了嫦娥二号任务的探月高级顾问。
“从东方红卫星上天到各种应用卫星的上天,直至21世纪初的载人航天和探月工程,几十年来,我国走了一条非常成功的独立自主航天发展道路。”在接受记者采访时,孙家栋谈起我国的航天事业、谈起探月工程,内心的喜悦溢于言表。
我国的航天道路符合国情
《科学时报》:你如何看待我国航天事业的发展历程?
孙家栋:从东方红卫星上天到各种应用卫星的上天,直至21世纪初的载人航天和探月工程,几十年来,我国走了一条非常成功的独立自主航天发展道路。
20世纪70年代,大家都有一个问题,就是当时国家经济非常困难,科学技术水平也非常低,我们发展航天事业靠的是什么?从我自己的感受来讲,是在中央领导下,通过全国努力来共同解决遇到的问题和困难。
当时做任何事情都很困难,例如铝板,我国虽有能力生产,也有很多产品,但铝板的压力均匀度有时就不符合要求,后来是靠全国各行各业的力量共同想办法解决了这个问题。所以我们讲,航天精神非常重要的一点就是大力协同、技术创新。
当我们集中一切力量完成第一颗卫星,我们掌握了航天的基本技术,在这个基础上,我们又制定了非常好的符合我国实际情况的航天发展道路,即重点先解决我国经济建设需要的问题。
当时有一句非常简洁的话:要发展我国实用、急用的技术。在这个基础上我们制定了一项搞遥感卫星、通讯卫星、气象卫星的计划。因此从20世纪70年代、80年代到90年代,我们的航天事业比较好地满足了经济建设的需求。
在我国航天事业具有了一定基础和一定经济条件的前提下,国家又及时提出开展载人航天和深空探测工程,并取得了初步成功。
《科学时报》:我国总体航天水平目前在世界上处于什么位置?
孙家栋:排队不好说,但从大档次来说,首先要承认美、英、俄在航天梯队里是比较强的国家,中国、日本、欧洲、印度等国家和地区应该是各有所长,像印度的航天事业这几年就发展得很迅速。
航天事业仍以满足经济建设发展需求为主
《科学时报》:我国的载人航天和探月工程都取得了初步成功,也受到举世瞩目,今后发展载人航天和探月工程是否将是我国航天事业的主要目标?
孙家栋:我国的航天事业发展有几大方面,比如近地卫星,主要是为人类生存水平、设备水平的提高服务的,在此基础上,第二个领域是要逐步让人进入近地轨道,即发展载人航天,第三是往太空发展。
现在我国航天发展的基本政策,首先重点还是为满足我国经济建设发展需求服务,其次再用适当比例发展航天工程和探月工程,且比例不会太大。
《科学时报》:我国从今年开始进入卫星的高密度发射期,这是否证明我国的航天事业在加速发展?我国航天近期远期有何大的规划?
孙家栋:保证航天事业的合理发展,国家确实要有一个长远规划。
另外,每个型号和每个型号之间都有一定的协调。如探月,绕、落、回三步都是逐步推进的,一直到2020年的月球探测工程发展规划都已制定。像采样返回,其中会有很多困难和难题需要攻克,可能需要八年十年的时间,这些问题都必须综合统筹考虑。
但规划也好,计划也好,在全部发展过程中是滚动的,过了一两年随着认识的深入,长远规划、计划都会及时作出调整,这样才能推动航天事业可持续发展。
这几年我国航天发射密度确实越来越高,这符合我国经济发展的规律,经济发展困难的时候我们不可能发射这么多卫星,因为投资太大。
此外,随着我国一系列科技发展计划的开展,国家支撑航天发展有了一定的技术基础,国家需要卫星品种的不断丰富来支撑经济建设。上世纪90年代末期以来,我国的航天项目越来越多,这也体现了我国改革开放以来整个国家取得的巨大成就。
质量是航天的生命
《科学时报》:作为卫星之父,你能否谈谈我国卫星目前的发展情况,大约处于一个什么样的水平?
孙家栋:从航天工程来讲,不能独立看卫星,因为它是一个综合工程。例如,卫星上天的前提是有强大的火箭把卫星发射到天上去,之后地面要有非常复杂和强大的测控系统,通过地面系统管理卫星,了解卫星在天上工作的情况,知道卫星什么时间飞到什么地方。
所以在航天工程里,卫星好像是个主要演员,但要使卫星能上天、能工作、能发生效益,从地面到天上都要有一套非常完整的系统。
从满足我国经济建设需要的角度看,卫星能基本满足我国经济建设的需求。但从专业基础来看,我们承认还有一定差距。假设我国的火箭基本上接近世界前沿水平,则空间卫星主要受制于我国电子工业水平与国际先进水平存在的一定差距,我国星箭上大部分器件由于受到电子器件的设计水平、生产工艺的限制,其重量、能耗等情况相对较差。
此外,卫星除要求成功发射外,也希望上天后能产生更大的经济效益,现在大部分卫星的工作寿命是5年、10年或者15年不等,寿命问题恰好说明卫星质量的好坏。从这个角度看,我国的航天事业还有一定的努力空间。
《科学时报》:能否具体谈谈航天产品质量的问题?
孙家栋:我国航天事业发展起点的总体水平确实比较低,搞起来确实很困难,尤其是把航天产品往好上加好的方向做是非常难的一件事情。所以几十年来,航天人不仅要把航天产品搞出来,更重要的是要把功夫下在质量上,我们有句口号叫“质量是航天的生命”。
例如我们的运载火箭,几十枚都连续发射成功,卫星的成功比例也不低,但终究我们的产品从航天产品质量的要求来讲,还要下大力气,还要提高产品的寿命。
我国的载人航天工程上马后,对促进航天产品的质量起到非常大的作用。因为人要上天,对产品的质量绝对不一样,在对这件事的思想认识上、建设上,以及制度建设上都起到非常大的作用。在此基础上我们又搞了探月工程,也进行得非常好,成功发射、准时入轨、及时到达月球,完成任务后又主动撞月,这一系列工作都取得圆满成功。
所以这几大门类是相辅相成的。载人航天的质量是非常重要的,探月工程则要求精、准,整个流程非常精细,而且要求整体动员力量非常强,有点差错就打不到月球上去,这对我国航天能力也是一种提升。
探月:一步一个脚印
《科学时报》:作为嫦娥二号任务的高级顾问,能否谈谈我国开展嫦娥工程的必要性?
孙家栋:应该说嫦娥卫星是我国自己走的一条独特的道路,是根据我国航天事业的一步步发展,非常合理地安排下来的。
我们之所以这么晚搞深空探测,一是从国家经济建设来讲,首先要解决经济建设急需的问题。
二是嫦娥工程要求的技术确实比较高一些。像月球与地球的平均距离为38万公里,近地卫星只有几万公里。卫星飞出40万公里,我们整个地面的测控系统、远距离测控的准确度会产生很大的问题,技术水平要有一个提高过程。
三是质量,质量如果达不到一定要求也很难开展。比如计算技术等,近地卫星是二体运动,只需研究卫星与地球两者间的关系。而“嫦娥”是三体运动,需要同时研究地球、卫星和月球三者之间的关系。有点像我们坐在一辆行驶速度很快的汽车上,打地面上一只正在奔跑的兔子一样,其中有许多需要攻克的技术问题,必须在技术达到一定水平的情况下才能合理安排这个工程。
到了20世纪90年代末期和本世纪初期,我国经济达到一定水平,科技水平经过几十年的积累有一定的提升,在此基础上,作为一个大国,科技要不断向前发展,要走向世界前沿,不仅从航天工程来讲,需要向月球,甚至向深空进军,我国搞天体物理的、搞深空的科学家,也需要有第一手材料开展科学研究。
《科学时报》:探月是一件很急迫的事情吗?探月工程能为我国经济起到多大作用?
孙家栋:人类探索未知是一个永恒的课题,这要看国家的经济力量和科技水平是否能满足需求。
例如我们先人在观察天体的时候,可能要解决一些并不是很大的问题,但从探索角度来讲,需要开展这个工作。在逐步理解自然规律以后,要想办法利用这个自然规律为人类服务。人类研究深空,起点就是月球。
我们是第一次奔月,我的看法是,现在还谈不上经济代价的问题,它是一种科学研究。从航天工程来讲,体现我们航天技术水平的不断提高,我们有能力逐步走向深空。将来要到火星上去,甚至要到太阳系的任何一个角落,给我们科学家提供探索的平台。甚至以后将中国人直接送到某个点上去,都是有可能的。
在科学家认识世界的过程中,航天打造了一个平台,能把科学家的“手”和“眼睛”直接送到他们希望到达的地方,直接探索这个点上的自然情况。
过去我们不能探月,我国科学家只能用国外的资料研究月球的一些问题。嫦娥工程展开后,我们科学家可以掌握大量的数据,像通过嫦娥一号的探测数据我们做了自己的全月图,有了这些基础资料,有利于科学家们开展深入的研究工作。
《科学时报》:美苏早在上世纪五六十年代就已经开展了探月工程,而且取得了不错的成果,我们是否有必要重复别人的工作?
孙家栋:美国也好,苏联也好,它们比较发达,因此起步早,工作确实开展得不错。但从航天工程来讲,我们自己也要做。就如同不能说人家能造大飞机,我们能造就是一种重复。从航天工程来讲,我们要发展自己的航天技术。
虽然都是探月,但是各自的探索项目不完全一样,追求的目标不同。科学家会根据自己的认识不断提出新的探索要求。面对月球时,各国科学家的兴趣点也会各有侧重。我相信我们的科学家不会在一些重复的课题上重蹈覆辙,他们会追求自己独有的目标。
《科学时报》:我们的探月工作最看重哪方面的内容?
孙家栋:我们现在是第一步,第一步还是希望对月球作比较全面的普查。因此,嫦娥一号选择了距离月面200公里飞行,对月球表面的物理成分进行普查,最终制定出覆盖南北极的月球全貌图。
此外,是了解月表的成分、月壤厚度、月表空间环境的物理参数等一些基础情况,在此基础上提出更深入的月球探测研究计划。
《科学时报》:现在有十几个国家都提出了自己的探月计划,你认为今后探月方面将会呈现一种怎样的国际格局?
孙家栋:空间探测方面,现在国际上主要是提倡和平利用。在探索过程中,大家会相互交流成果。
工程这方面,国际上恐怕都希望也在提倡走向国际合作。但由于各国在航天发展过程中水平不一样,走的路线不一样,这需要一个长远的发展过程。
《科学时报》:你觉得谁先登上月球?
孙家栋:美国已经上去了,其他国家现在确实还很难说,因为登月不仅是单纯的技术问题,还有一个经济利益问题,其经济代价相当高。任何一个国家在一定时期,整个国家的航天应寻求平衡发展。不能什么都不做,就突出搞这一点。
关于登月这个问题,只要搞了载人航天,我的看法是航天技术早晚要发展到这一步。因为航天技术发展不会仅停留在载人航天、空间站的水平上,人类的技术水平、认识世界的能力总是处在不断发展的过程中,人类会一步步创造条件,逐步发展到那一天。
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