□ 本刊記者 邢 華

投資航天就是投資未來
—— 訪北京航空航天大學(xué)教授李成智

□ 本刊記者 邢 華

記者：李老師，您好！2016年，我國(guó)第一次年航天發(fā)射次數(shù)超過20次，航天發(fā)射進(jìn)入高強(qiáng)度密集常態(tài)化時(shí)期。您如何看待這一現(xiàn)象？

李成智：2016年，有很多重要的發(fā)射任務(wù)都應(yīng)該載入中國(guó)航天史冊(cè)。比如說6月25日，新型長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭首次發(fā)射。這個(gè)火箭跟過去的長(zhǎng)征系列完全不一樣，包括用的推進(jìn)劑也不一樣，它是一種新型的火箭，具有積木化特征，其運(yùn)載能力超過了現(xiàn)在最高的長(zhǎng)征三號(hào)乙。這是一個(gè)里程碑式的成就。同時(shí)，中國(guó)第四座低緯度發(fā)射場(chǎng)在海南文昌啟用，這也是一個(gè)里程碑式的成就。航天發(fā)射基地緯度越低，越靠近赤道，它的發(fā)射效益越好。世界知名的發(fā)射基地，大部分都靠近赤道。另外，8月16日，量子衛(wèi)星發(fā)射成功。這是中國(guó)的第一顆，也是世界的第一顆。9月15日，天宮二號(hào)發(fā)射成功并進(jìn)行在軌測(cè)試，在世界產(chǎn)生了很大的影響。10月19日，神舟十一號(hào)載人飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，航天員景海鵬、陳冬進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)載人航天發(fā)展戰(zhàn)略的第二步工作正式拉開帷幕。同時(shí)，更大推力的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭近期將要發(fā)射，其運(yùn)載能力要比現(xiàn)在的火箭高出1倍還多。這也是一個(gè)里程碑式的成就。可以說，僅僅是2016年下半年，不僅好戲連臺(tái)，而且都是重頭戲，都將對(duì)中國(guó)航天產(chǎn)生根本性的影響。

記者： 世界各國(guó)都非常重視衛(wèi)星發(fā)射和應(yīng)用，有的國(guó)家已經(jīng)發(fā)射了3600多顆衛(wèi)星。那么多的衛(wèi)星圍繞在地球周圍，是如何飛行的？

李成智：火車有軌道，汽車有道路，衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)也有軌道。衛(wèi)星受幾個(gè)條件的約束，按照一定規(guī)律的路徑圍繞地球旋轉(zhuǎn)，這個(gè)路徑就是軌道。衛(wèi)星在不同軌道，能發(fā)揮不同的作用。按照與地球的距離和軌道面傾角等參數(shù)的不同，衛(wèi)星軌道大致可以分為低軌道、太陽(yáng)同步軌道和地球靜止軌道。

第一類是常規(guī)的近地軌道，離地球300～500公里，傾角沒有特殊要求。因?yàn)檫@個(gè)軌道比較靈活，所以幾乎所有的載人飛船、航天飛機(jī)、空間站，以及大量的科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星都在這個(gè)軌道上運(yùn)行。第二類是太陽(yáng)同步軌道，大致沿著地球的子午線運(yùn)行。這個(gè)軌道非常重要，幾乎所有的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星（包括資源、氣象和偵察等遙感衛(wèi)星）都在太陽(yáng)同步軌道上。第三類是地球靜止軌道，距離地球3.6萬公里左右，軌道平面與地球赤道平面重合，衛(wèi)星跟地球的位置相對(duì)保持不動(dòng)。這個(gè)軌道只有一條，部署衛(wèi)星數(shù)量有限，所以這個(gè)軌道資源非常寶貴。

記者：既然地球靜止衛(wèi)星軌道資源這么寶貴，是不是國(guó)家發(fā)射的衛(wèi)星越多越好？

李成智：在地球靜止軌道上多占據(jù)一些位置，很重要。美國(guó)、俄羅斯在衛(wèi)星軌道資源上，跑馬圈地，占了很多。我國(guó)靜止軌道通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星發(fā)展較晚，向國(guó)際電聯(lián)申請(qǐng)注冊(cè)的位置不如美、俄多，但目前也能滿足要求。

記者：航天時(shí)代以來世界衛(wèi)星及航天器發(fā)展數(shù)量是怎樣的？

李成智：截至2015年，世界各國(guó)共發(fā)射各類航天器（含衛(wèi)星）共7757顆，中國(guó)發(fā)射數(shù)量居世界第三位。從應(yīng)用角度講，發(fā)射衛(wèi)星多，并不一定是好事，為什么？因?yàn)橥瑯右粋€(gè)衛(wèi)星，比如偵察衛(wèi)星，現(xiàn)在一顆先進(jìn)的衛(wèi)星可以使用5年，而過去只能用1年，甚至個(gè)把月。所以現(xiàn)在的一顆衛(wèi)星可以頂過去的幾顆，因此發(fā)射數(shù)量可以大幅度減少，發(fā)多了也沒用。所以美國(guó)人總拿這事來嘲笑俄羅斯，說你們發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量多是因?yàn)樾l(wèi)星的壽命短。目前全球一年發(fā)射衛(wèi)星大概100多顆，整體發(fā)射的數(shù)量在減少，主要是因?yàn)樾l(wèi)星壽命提高了，功能進(jìn)一步增加了。

記者：那么，衛(wèi)星都有哪些功能？或者說，衛(wèi)星能夠給我們帶來什么？

李成智：任何人，無論身在何處，都享受過航天給我們帶來的恩惠。它可以帶給我們?nèi)乱约案S富的天文學(xué)知識(shí)、全新的地球及地理學(xué)知識(shí)、更為便利的通信和廣播手段、更為及時(shí)準(zhǔn)確全面的氣象監(jiān)測(cè)、更為安全便捷的交通管理、更有效地發(fā)現(xiàn)地球礦藏、更有利于監(jiān)視地球及海洋環(huán)境，能夠極大地促進(jìn)軍事技術(shù)變革，還可以給我們帶來極大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

比如：通信衛(wèi)星擁有衛(wèi)星電視、奧運(yùn)會(huì)直播、新聞速達(dá)、直播電視、衛(wèi)星電話、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等功能，當(dāng)前已經(jīng)形成全球龐大的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益；氣象衛(wèi)星所提供的氣象信息已廣泛應(yīng)用于日常氣象業(yè)務(wù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、大氣科學(xué)、海洋學(xué)和水文學(xué)的研究；資源衛(wèi)星用于勘測(cè)和研究地球自然資源，它能“看透”地層，發(fā)現(xiàn)人們?nèi)庋劭床坏降牡叵聦毑?、歷史古跡、地層結(jié)構(gòu)，能普查農(nóng)作物生產(chǎn)情況，能夠監(jiān)視森林、海洋、空氣等信息，預(yù)報(bào)各種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，具有50種以上不重復(fù)的應(yīng)用價(jià)值；導(dǎo)航衛(wèi)星最初是一個(gè)軍事項(xiàng)目，用于海上潛艇的導(dǎo)航定位，后逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，廣泛應(yīng)用于社會(huì)經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)生了極大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；此外還有科學(xué)衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星、核爆炸監(jiān)視衛(wèi)星等等，在科學(xué)、技術(shù)、軍事各領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

李成智，北京航空航天大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，中國(guó)科學(xué)技術(shù)史學(xué)會(huì)常務(wù)理事兼技術(shù)史專業(yè)委員會(huì)副主任，曾在哈爾濱飛機(jī)制造公司從事直-9直升機(jī)研制工作，后轉(zhuǎn)向航空航天發(fā)展史與發(fā)展戰(zhàn)略和政策方面的研究。1995年首批入選北京市跨世紀(jì)優(yōu)秀青年理論人才“百人工程”。本刊記者 孫大勇/攝影

記者：發(fā)射衛(wèi)星能夠帶給人類這么多效益，那么投入巨額資金發(fā)展航天，會(huì)收到什么樣的效益？

李成智：各類應(yīng)用衛(wèi)星的效益已經(jīng)非常明顯了，載人航天跟衛(wèi)星不一樣，它是一個(gè)新興的技術(shù)、新興的工程，有一個(gè)潛伏期、延遲期，需要長(zhǎng)期的不間斷的支持。在直接投入和直接產(chǎn)出方面，到目前為止，載人航天幾乎沒有多少盈利，還是以投入為主。但是從投入和間接產(chǎn)出方面來看，載人航天長(zhǎng)遠(yuǎn)看應(yīng)該是盈利的。

美國(guó)在1969年實(shí)現(xiàn)了人類首次登陸月球，花了255億美元。那些錢換來了什么？美國(guó)蔡司公司提交的研究報(bào)告指出，阿波羅計(jì)劃使美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率提高了2%，物價(jià)指數(shù)下降了2%，創(chuàng)造了80萬多個(gè)就業(yè)指標(biāo)。這是直接的效益。同時(shí)，報(bào)告指出，美國(guó)國(guó)民收入在1958-1968年翻了一番，到1978年又翻了一番。信息時(shí)代大量新技術(shù)往往可從阿波羅計(jì)劃中找到源頭，比如無線耳機(jī)、記憶泡沫、防火服、冷卻服、腎臟透析儀、鍛煉設(shè)備，又比如配方奶粉、發(fā)光二極管、 固特異輻射材料輪胎、冷凍干燥食品、尿不濕、 條形碼等等。阿波羅計(jì)劃約產(chǎn)生了3000多種新的應(yīng)用技術(shù)，每一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)里面都有很多專利，對(duì)航天航空、軍事、通信、材料、醫(yī)療衛(wèi)生、計(jì)算機(jī)等都有巨大的推動(dòng)作用，也催生了一大批新興工業(yè)群體的誕生與成長(zhǎng)。阿波羅計(jì)劃參與者認(rèn)為，今天的手機(jī)、無線設(shè)備、ipad等，無一不是來自于登月的衍生技術(shù)。美國(guó)算了一筆賬，阿波羅計(jì)劃開始的投入產(chǎn)出比是1∶4.5，最近公布的投入產(chǎn)出比高達(dá)1∶14。

所以，很多技術(shù)、工程，不能算直接的賬，也不能算短期賬。法國(guó)前總統(tǒng)希拉克早在上世紀(jì)90年代就曾說過，投資航天就是投資未來。這個(gè)觀點(diǎn)我是很贊成的。

記者： 未來，航天技術(shù)的發(fā)展主要集中在哪些方面？

李成智：航天技術(shù)的未來發(fā)展范圍很廣，我想簡(jiǎn)單說一下部分發(fā)展方向。一、開發(fā)全新的材料，帶動(dòng)工業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。我們對(duì)材料的需求是無止境的，對(duì)材料的要求也越來越細(xì)，越來越多，既要輕，強(qiáng)度要高，又要耐火、耐酸、耐潮濕、耐高溫、耐低溫……所以利用太空環(huán)境實(shí)現(xiàn)高性能材料的工業(yè)化生產(chǎn)前景無限。二、開發(fā)加工特效藥，直接造福人類健康。太空的無對(duì)流，微重力，無污染環(huán)境是非常寶貴的，在太空生產(chǎn)、提純藥物的效率、速度和質(zhì)量都高于地球。這在將來是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。三、加工特種功效的構(gòu)件，制造輕型長(zhǎng)壽命機(jī)械。四、培育農(nóng)業(yè)新品種，推動(dòng)農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展。在太空農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域，中國(guó)目前走在了世界前列。太空育種是一種利用太空環(huán)境引發(fā)作物基因自主的變異，從而產(chǎn)生品質(zhì)更優(yōu)異的作物新品種，既不是雜交，也不是轉(zhuǎn)基因，種子可以繼續(xù)使用。太空育種對(duì)于中國(guó)這樣的人口大國(guó)來說具有特別的意義。五、開發(fā)太空資源（如高效利用太陽(yáng)能），解決地球資源短缺的問題。六、讓太空旅游成為常態(tài)，滿足普通人的飛天夢(mèng)。七、深入研究地球空間環(huán)境，尋找改善人類生存條件的方法。上述各項(xiàng)，都是比較現(xiàn)實(shí)的發(fā)展目標(biāo)。隨著航天技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人類必將會(huì)有更為宏偉的發(fā)展目標(biāo)，如開發(fā)行星資源、登陸火星、太空移民，等等。