自主創(chuàng)新是中國載人航天跨越發(fā)展的關(guān)鍵

齊岳峰

2015年，中國史詩般的載人航天事業(yè)可能迎來一個“靜默期”。其實，它是中國載人航天工程新一輪沖刺前的最后準(zhǔn)備——隨著2016年“天宮二號”和“神舟十一號”、2017年“天舟一號”貨運飛船的發(fā)射，中國人將完成載人航天“三步走”戰(zhàn)略中的第二步。

所有這些努力都是為了最終的第三步——2022年前后將建成的在軌運營10年以上的中國空間站。

在中國載人航天工程副總設(shè)計師王忠貴看來，這些成就絕不是終點，而是中國載人航天征程的新起點。

這位1961年生于內(nèi)蒙古的航天人，曾任中國載人航天工程辦公室工程總體技術(shù)局副局長、局長，現(xiàn)任中國載人航天工程副總設(shè)計師、探月工程（二期）副總設(shè)計師。

他長期從事航天測控總體和載人航天工程總體工作，在測控通信、航天工程總體設(shè)計等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)理論和工程實踐方面有較深造詣，是目前我國載人航天和探月兩大工程的飛控技術(shù)帶頭人。

2008年、2009年，王忠貴分獲載人航天工程突出貢獻者、探月工程突出貢獻者獎?wù)隆?/p>

在伴隨中國載人航天事業(yè)的18年里，他參與并見證的不僅是中國航天事業(yè)的成就，還有中國一日千里的基礎(chǔ)制造業(yè)和信息化產(chǎn)業(yè)——正是整個國家的支持和發(fā)展，才造就了中國載人航天事業(yè)獨一無二的發(fā)展速度。

日前，《瞭望東方周刊》專訪了王忠貴，解讀中國載人航天工程的自主創(chuàng)新之路。

中央決策和人民支持成就載人航天

《瞭望東方周刊》：你從事載人航天工作十余年，如何看待中國在這個領(lǐng)域不斷取得成功的原因？

王忠貴：我1997年調(diào)入中國載人航天工程辦公室，開始從事載人航天工程總體工作。這些年，先后參加和見證了從“神舟一號”到“神舟十號”的歷次任務(wù)。擔(dān)任交會對接任務(wù)論證組組長，組織了總體方案論證，明確了研制“天宮一號”作為目標(biāo)飛行器，與“神舟八號”、“神舟九號”、“神舟十號”3艘飛船對接，突破交會對接技術(shù)的方案。通過這些年的工作，我有很多感受。

一是中央的戰(zhàn)略決策和有力支持是工程順利實施和取得重大成就的根本。黨中央、國務(wù)院、中央軍委始終關(guān)注工程進展，“三步走”戰(zhàn)略每一步的實施和重要節(jié)點，中央都要專題聽匯報、研究部署。正是中央的正確決策和有力支持，才使我們堅定信念、攻堅克難，調(diào)動各方力量，取得今天這樣的成就。

二是全國人民的大力支持是工程發(fā)展的動力。載人航天工程立項后，無論是國家部委還是地方政府，無論是老科學(xué)家還是在校學(xué)生，無論國內(nèi)民眾還是海外僑胞，對工程都給予了極大的關(guān)心和支持。這些關(guān)心和支持是我們的強大精神動力。

三是載人航天工程隊伍事業(yè)心強、勇于創(chuàng)新、成長快。經(jīng)過22年的努力，我們攻克了一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心關(guān)鍵技術(shù)，形成了一整套嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的重大工程管理體系，突破和掌握了天地往返、出艙活動、交會對接三大載人航天關(guān)鍵技術(shù)，培育了載人航天精神，取得了舉世矚目的綜合效益，奠定了后續(xù)發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。

特別可貴的是，在工程實施中，我們在戰(zhàn)略層面抓人才隊伍建設(shè)，依托重大工程培養(yǎng)了一支能夠站在世界科技前沿、勇于開拓創(chuàng)新的高素質(zhì)科技人才隊伍，實現(xiàn)了航天人才隊伍的新老交替。

只有立足創(chuàng)新才能趕超國際

《瞭望東方周刊》：我國載人航天工程是在沒有外部幫助的情況下起步發(fā)展起來的，初期在國產(chǎn)化方面有哪些主要困難和挑戰(zhàn)？

王忠貴：我國載人航天工程從立項開始就立足自主創(chuàng)新，加強總體設(shè)計，積極推動國產(chǎn)化。當(dāng)時面對的主要困難，一是載人航天對性能要求高，而國內(nèi)基礎(chǔ)相對薄弱;二是載人航天對可靠性要求高，而國內(nèi)部分產(chǎn)品質(zhì)量相對不穩(wěn)定。

我們面對的最大挑戰(zhàn)是設(shè)計和制造出總體性能好的飛船，為此采取了一些辦法和舉措。一是確定合理的工程規(guī)模、進度和指標(biāo)。既有較高起點以實現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢，又不盲目求大、求快、求高。

二是加強總體方案優(yōu)化設(shè)計和遞進發(fā)展。以一型飛船為基礎(chǔ)不斷完善，完成單人單天、多人多天、空間出艙、交會對接等不同階段的任務(wù)，每一階段都有前一階段打下的堅實基礎(chǔ)。這種遞進式發(fā)展保證了設(shè)計和工藝不斷成熟，質(zhì)量和可靠性不斷增長。

三是始終突出自主創(chuàng)新意識。得有自己的認(rèn)識，不能照搬照抄別人。只有立足國內(nèi)自主創(chuàng)新，才能面向國際，趕超國際。

另一個最大挑戰(zhàn)是如何保證質(zhì)量和可靠性。一靠工業(yè)基礎(chǔ)和大協(xié)作。國內(nèi)材料、電子、機械、紡織等相關(guān)行業(yè)全力提供配套支持，針對我們的需求進行研制攻關(guān)，并為我們篩選性能最好最穩(wěn)定的產(chǎn)品。例如“飛天”艙外航天服的面料，就是中國紡織工業(yè)協(xié)會組織全國多家紡織企業(yè)為工程專門研制的。

二靠工程設(shè)計。我們的飛船、火箭在關(guān)鍵部位采用了大量冗余設(shè)計，降低了對特定單個元器件的要求，確保了整體質(zhì)量和可靠性。

三靠工程管理。載人航天的管理體系在質(zhì)量和可靠性方面極其嚴(yán)格，狠抓質(zhì)量問題歸零，狠抓可靠性增長，最大限度地把問題暴露在地面、解決在起飛前。

《瞭望東方周刊》：現(xiàn)在我國已是世界上僅有的三個能獨立實施載人航天計劃的國家之一，其中關(guān)鍵因素有哪些？

王忠貴：我認(rèn)為，自主創(chuàng)新是實現(xiàn)我國載人航天跨越式發(fā)展的關(guān)鍵和根本途徑。自主創(chuàng)新要選擇合理的路徑和優(yōu)化的目標(biāo)。我們的目標(biāo)是，瞄準(zhǔn)世界先進技術(shù)，實現(xiàn)整體性能優(yōu)化，體現(xiàn)中國特色，確保工程一起步就有強勁的后發(fā)優(yōu)勢。

所以，在最能代表載人航天基礎(chǔ)能力的載人飛船上，我們直接從三艙段飛船搞起。“神舟”飛船不但具備“聯(lián)盟”飛船的功能，而且還有軌道艙留軌利用能力。航天員返回地面后，軌道艙還能夠留在太空繼續(xù)運行，完成各種空間科學(xué)試驗。

這一自主創(chuàng)新，大大提高了“神舟”飛船的綜合效益。經(jīng)過十多年的發(fā)展，“神舟”飛船日趨完善，不但可以運送航天員和部分有效載荷在天地間往返，還具備了支持空間出艙和交會對接的能力，其基本設(shè)計從早期突破技術(shù)的階段一直可以使用到空間站在軌運營甚至更長時間，這就是合理選擇技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)帶來的好處。

自主產(chǎn)品經(jīng)受住了考驗

《瞭望東方周刊》：前面你講到保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性要靠工業(yè)基礎(chǔ)和大協(xié)作。我國的工業(yè)基礎(chǔ)為載人航天工程提供了什么樣的有效支撐？

王忠貴：工業(yè)基礎(chǔ)體現(xiàn)在設(shè)計和制造上，核心是國產(chǎn)化。在重視發(fā)展路徑自主創(chuàng)新的同時，我們十分重視飛行產(chǎn)品和地面設(shè)備國產(chǎn)化工作。事實上，沒有關(guān)鍵部件、元器件、大型試驗設(shè)備的國產(chǎn)化作支撐，重大科技工程就很難談得上自主。

在系統(tǒng)體系設(shè)計上，我們把提高國產(chǎn)化水平作為大系統(tǒng)設(shè)計中要考慮的重要工作。如即將建成的海南發(fā)射場，其信息化網(wǎng)絡(luò)體系，包括服務(wù)器、工作站、路由器、磁盤陣列、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等，幾千個信息節(jié)點，從頂層設(shè)計上立足國產(chǎn)化，完全采用國產(chǎn)設(shè)備和軟件，在國內(nèi)各主要信息廠商積極參與下，目前已進入竣工驗收階段。

在飛行產(chǎn)品研制上，實現(xiàn)特定功能的單機是飛行產(chǎn)品研制的重要環(huán)節(jié)，其國產(chǎn)化水平十分重要。在交會對接任務(wù)中，對接機構(gòu)和交會對接測量敏感器是關(guān)鍵設(shè)備，技術(shù)復(fù)雜、難度大、可靠性要求高，是引進還是自研，起初意見各異。最后我們統(tǒng)一了意見，決定自主研制，因為只有突破了這兩項關(guān)鍵技術(shù)，才能說真正突破和掌握了交會對接的關(guān)鍵技術(shù)。

最終，我們自主研制成功了能夠在一兩秒內(nèi)完成幾十個聯(lián)動控制動作的交會對接機構(gòu)，自主研制成功了滿足高精度、輕質(zhì)量、低功耗，適應(yīng)嚴(yán)酷工作環(huán)境條件的交會對接測量敏感器，確保了首次無人交會對接任務(wù)的圓滿成功，填補了國內(nèi)空白，達到了世界先進水平。

在地面設(shè)備設(shè)施上，為了測試交會對接機構(gòu)，我們建設(shè)了大型的六自由度綜合試驗臺。當(dāng)時俄羅斯專家認(rèn)為，中國建這個臺需要三年，而調(diào)試好需要更多時間，認(rèn)為應(yīng)該引進。但我們下定決心自己干，聯(lián)合國內(nèi)多家單位集智攻關(guān)，在設(shè)計和工藝上取得了多項創(chuàng)新，在較短時間內(nèi)建成了被專家評價為世界水平最高的綜合試驗臺。

在信息體系建設(shè)上，載人航天工程十幾萬人的研制隊伍、上千家參研參試單位、遍布全球和太空的設(shè)施設(shè)備，相互聯(lián)系緊密復(fù)雜，呈現(xiàn)出鮮明的巨系統(tǒng)特征，研制建設(shè)和飛行任務(wù)過程中的信息化十分重要。同時，信息技術(shù)還提供了工程設(shè)計、驗證的新手段，通過模擬仿真將大量問題由后驗發(fā)現(xiàn)改變?yōu)橄闰灠l(fā)現(xiàn)，加深了我們對理論和實踐的認(rèn)識，提高了工程的可靠性和安全性。

例如，交會對接任務(wù)中，我們和聯(lián)想集團共建了載人航天總體仿真實驗室，對“天宮一號”和“神舟”飛船交會對接的飛行控制，進行了大量的仿真計算和復(fù)核。聯(lián)想提供的國產(chǎn)高性能服務(wù)器集群連續(xù)進行了長時間高密度的航天動力學(xué)計算，工作站網(wǎng)絡(luò)也同步完成各種參數(shù)動態(tài)設(shè)置和可視化計算等工作，有效地預(yù)先驗證了設(shè)計的正確性和各系統(tǒng)配合的協(xié)調(diào)性，確保了飛行任務(wù)圓滿完成。

這些年，隨著我國工業(yè)基礎(chǔ)的快速發(fā)展，滿足要求、可供選擇的國產(chǎn)高性能產(chǎn)品越來越豐富，性能優(yōu)勢、服務(wù)優(yōu)勢越來越明顯。自主產(chǎn)品已在載人航天、探月工程等各種復(fù)雜的重大工程中經(jīng)受了全面考驗，能夠更大程度地滿足航天產(chǎn)業(yè)需求。

載人航天必然向深空發(fā)展

《瞭望東方周刊》：目前很多聲音認(rèn)為，我國也應(yīng)該學(xué)習(xí)國外，通過產(chǎn)業(yè)化推進科技創(chuàng)新而支持載人航天工程這類高技術(shù)項目。你如何看待載人航天的前景和挑戰(zhàn)？

王忠貴：據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，全球航天產(chǎn)業(yè)2013年銷售額已達3100億美元，是10年前的近三倍。其中，在通信廣播、地理信息、導(dǎo)航定位等產(chǎn)業(yè)方向，航天技術(shù)都是相關(guān)產(chǎn)業(yè)圈的核心，產(chǎn)業(yè)化和科技創(chuàng)新形成了良好的互動。

與此同時，近年來，傳統(tǒng)的航天工業(yè)、主要是火箭和航天器制造業(yè)，還出現(xiàn)了馬斯克這樣的新參與者，從資金來源、技術(shù)思路、管理模式等方面大膽創(chuàng)新，已經(jīng)深刻地影響到世界航天的發(fā)展和未來走向。

目前，載人航天由于門檻比較高，可靠性要求高，體現(xiàn)國家的綜合實力，還主要是各國政府主導(dǎo)，同時帶動整個航天領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。

隨著航天技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)業(yè)化推進、科技和管理創(chuàng)新，一定會促進載人航天向更高、更遠、更經(jīng)濟、更安全、更快速的方向發(fā)展。我認(rèn)為，近地空間服務(wù)和應(yīng)用市場，采用重復(fù)使用技術(shù)、機器人技術(shù)并部分引入一些商業(yè)化運營模式，不斷降低載人航天活動的成本，已成為載人航天持續(xù)發(fā)展現(xiàn)實而迫切的需求和主要發(fā)展趨勢。

近地空間載人航天技術(shù)日益成熟后，載人航天向深空發(fā)展是其必然邏輯和內(nèi)在規(guī)律。國際空間探索協(xié)調(diào)組發(fā)布的全球探索路線圖中，提出了以近地空間為基礎(chǔ)、火星為終極目標(biāo)、月球與小行星為過渡性發(fā)展目標(biāo)的目標(biāo)體系，基本能夠代表當(dāng)前各主要載人航天國家的認(rèn)識和看法，反映了載人航天發(fā)展的整體方向和趨勢，載人航天走向深空只是遲早和快慢的問題。

黨的十八大確立了建設(shè)創(chuàng)新型國家的發(fā)展目標(biāo)和創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展戰(zhàn)略。創(chuàng)新要有需求牽引，要有現(xiàn)實依托。載人航天作為一項具有高度挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性、復(fù)雜性和輻射性的重大科技工程，整合了科學(xué)、技術(shù)和工程多重目標(biāo)，學(xué)科覆蓋廣、合作跨度大，能夠為創(chuàng)新提供強烈需求、搭建良好平臺。

對中國載人航天而言，未來十幾年，首要的是依托國家工業(yè)科技體系，自主建造好、管理好、運營好空間站這一國家級太空實驗室，立足大型在軌平臺的綜合優(yōu)勢，統(tǒng)籌安排好一批高水平的應(yīng)用項目，力爭獲得若干重大原創(chuàng)性科學(xué)成果，開展空間新技術(shù)試驗，研究積累人在空間環(huán)境長期健康生活與高效工作的經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，再通盤考慮、統(tǒng)籌部署，綜合論證更為長遠的載人航天目標(biāo)。