文/黃志澄
錢學(xué)森對(duì)載人航天技術(shù)的展望
文/黃志澄
黃志澄
空氣動(dòng)力學(xué)家、航天技術(shù)專家、技術(shù)評(píng)論家。1937年出生于江蘇無錫,1958年畢業(yè)于北京航空學(xué)院。長期從事空氣動(dòng)力學(xué)、航天發(fā)展戰(zhàn)略研究,為我國大型試驗(yàn)基地建設(shè)、載人航天方案論證、新型航天器研制作出了重要貢獻(xiàn)。近十年來從事科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)(STS)等宏觀科學(xué)領(lǐng)域研究。著有《高超聲速飛行器空氣動(dòng)力學(xué)》、《航天科技與社會(huì)第四次浪潮》等。
錢老認(rèn)為國際合作已成為發(fā)展載人航天的必然趨勢(shì),“所以我們的專家們要懂得點(diǎn)政治和經(jīng)濟(jì),不能搞純技術(shù)觀點(diǎn)。”
從1992年1~9月,我協(xié)助王永志同志完成了921工程的論證,在當(dāng)年9月21日得到中央的批準(zhǔn)。在工程上馬后,我又奉命對(duì)我國載人航天的下一步發(fā)展進(jìn)行論證。
錢老在1993年7月23日給我的信中,展望了未來載人航天要的創(chuàng)新技術(shù):
我認(rèn)為人們尤其應(yīng)該重視遙現(xiàn)技術(shù)和遙操作技術(shù),以大大節(jié)約人長期在天上“受罪”的巨大代價(jià)。我希望我國的航天事業(yè)能后來居上,勝人一籌!
航天事業(yè)的又一重大發(fā)展是空天飛機(jī),尤其是把它作為用半小時(shí)即可橫跨2萬公里的民航工具。所以空天飛機(jī)是21世紀(jì)的重大成就。但此項(xiàng)技術(shù)工作規(guī)模和難度空前,耗資達(dá)千億美元以上。今天世界上無論任何國家都無法獨(dú)家承受此負(fù)擔(dān),只有國際合作才行。請(qǐng)看,就是花費(fèi)100億美元的超導(dǎo)超級(jí)質(zhì)子反質(zhì)子對(duì)撞機(jī)(SSC)也是多國共建的,我國將參加,貢獻(xiàn)1億多美元的設(shè)備。因此我請(qǐng)您研究以下工作設(shè)想:
首先,繼續(xù)跟蹤國外有關(guān)空天飛機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。
其次,研究各種可能的方案,進(jìn)行國際共同開發(fā)空天飛機(jī)。
再次,我國作為國際合作的開發(fā)者,該如何作準(zhǔn)備,也就是爭(zhēng)取參加國的資格,人家需要我們。我們能參加SSC,就因?yàn)槲覀兺ㄟ^北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工作,使人看到我國的科技力量和加工生產(chǎn)能力。
21世紀(jì)的中國人一定要在空天飛機(jī)上顯一顯身手,一件國家大事。
在這封信中,錢老提出了三個(gè)未來載人航天的發(fā)展方向:
第一,為了實(shí)現(xiàn)更便宜、更安全和更靈活的載人航天飛行,錢老建議在我國研制成功載人飛船后,應(yīng)將航天運(yùn)輸系統(tǒng)的目標(biāo),瞄準(zhǔn)空天飛機(jī)。錢學(xué)森在1962年出版的《星際航行概論》一書中,就提出了使用吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的概念。他提出了用一架裝有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的大飛機(jī),作為第一級(jí)運(yùn)載工具,用一架裝有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī),作為第二級(jí)。關(guān)于吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)他提出要“以渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)起飛,當(dāng)高度超過10千米及飛行速度達(dá)到兩倍聲速以上時(shí)再把沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開動(dòng),繼續(xù)爬高和加速,直到極限,然后第二級(jí)火箭脫離第一級(jí)起飛。”1990年12月28日致朱光亞的信中指出:“近見美國好幾期都有關(guān)于高超聲速飛機(jī)的報(bào)導(dǎo)乃至空天飛機(jī)研制的報(bào)導(dǎo),美國是主力,其他好幾個(gè)國家也在搞??磥磉@是21世紀(jì)的航空航天技術(shù)?!?/p>
第二,錢老強(qiáng)調(diào)要發(fā)展遙現(xiàn)技術(shù)和遙操作技術(shù)。錢老認(rèn)為,人與自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化結(jié)合,包括采用遙作學(xué)的技術(shù),使人在地面更好地參與空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng),將是未來航天系統(tǒng)的發(fā)展方向。他在1993年8月23日給朱光亞的信中建議將英語中的“teleoperation”譯成“遙作”,“telescience”譯成“遙作學(xué)”或“遙作技術(shù)”。對(duì)于遙作及遙作技術(shù)的意義,他在這封信中說:
回想歷史,人們總是想用機(jī)器代替人干活,最早是人力、畜力驅(qū)動(dòng)的機(jī)床,然后是機(jī)器能力的機(jī)床,后又有數(shù)控機(jī)床。再進(jìn)一步就發(fā)展機(jī)器人;后來因?yàn)闄C(jī)器人太笨,所以開發(fā)智能機(jī)器人。但就是智能機(jī)器人的智能也是有限的,還要操作人在現(xiàn)場(chǎng)管理、調(diào)節(jié)。但一人管多臺(tái)機(jī)器人,操作人要眼看四方,跑前跑后,十分緊張,一秒也不能休息。日本工廠在機(jī)器人生產(chǎn)線上的操作工人據(jù)說只能干兩三年就退入另外工作,太累受不了。
解決這一問題的方法和途徑就是遙作技術(shù),操作人不在現(xiàn)場(chǎng),可以安安靜靜,舒舒服服地管好機(jī)器人生產(chǎn)線。這是人·機(jī)結(jié)合概念的擴(kuò)展;機(jī)不只是計(jì)算機(jī),還有智能機(jī)器人。
這才是遙作技術(shù)的革命意義!遙作技術(shù)要應(yīng)用于一切生產(chǎn)。遙操作空間站上的工作只是其中之一而已。
第三,錢老認(rèn)為國際合作已成為發(fā)展載人航天的必然趨勢(shì)。為了節(jié)省投資,加速發(fā)展和減少風(fēng)險(xiǎn),各個(gè)國家在載人航天領(lǐng)域愈來愈多地開展各種形式的國際合作。1988年3月10日錢老在致朱光亞的信中指出:“我看根據(jù)現(xiàn)在世界形勢(shì),今后航天技術(shù)將是國際間‘合作—矛盾—競(jìng)爭(zhēng)—合作’的格局。所以我們的專家們要懂得點(diǎn)政治和經(jīng)濟(jì),不能搞純技術(shù)觀點(diǎn)?!痹阱X老給我的信中,明確指出了只有我們?cè)诩夹g(shù)上有所創(chuàng)新,掌握某些別人并不掌握的技術(shù),才能在平等、互利的原則下開展國際合作。
錢老是一位從社會(huì)發(fā)展的高度思考問題的高屋建瓴的航天科學(xué)家,他對(duì)未來載人航天技術(shù)的展望,自有它的獨(dú)到和深遠(yuǎn)之處,可供大家進(jìn)一步的思考。
(摘編自黃志澄編著的《空天大視野》)
我是中國人,我到美國來是學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的。我的祖國需要我。因此,我總有一天要回到中國去的。我從來也沒有打算在美國住一輩子。
誰不屬于自己的祖國,那么,他也就不屬于人類。
——《兩彈一星功勛科學(xué)家錢學(xué)森》,河北少年兒童出版社2001年版第100頁
對(duì)航天科技工作,必須用民主集中制。也就是要發(fā)揚(yáng)民主,以充分調(diào)動(dòng)大家的積極性和能力,各盡所能,分工負(fù)責(zé);另外又必須強(qiáng)調(diào)集中,有組織有紀(jì)律,關(guān)鍵時(shí)刻要由領(lǐng)導(dǎo)決策,大家貫徹實(shí)施。
——《致中國航天工業(yè)總公司辦公廳》(1998年4月19日),《錢學(xué)森書信》第10卷第367頁
傳遞知識(shí)比較好辦,而啟發(fā)智力比較難,尚無科學(xué)的方法,還有待于思維科學(xué)的研究與成果……我以為只要我們把已知的培養(yǎng)人才的方法用起來,而不是設(shè)置障礙、干蠢事,高智力的人才可以輩出。
——《致徐章英》(1984年4月9日),《錢學(xué)森書信》第1卷第391頁
一個(gè)好的集體,人人暢所欲言,思維活躍,其創(chuàng)造力是偉大的。而如果是“老頭子說了算”,其他人都處于壓抑狀態(tài),這個(gè)集體就沒什么創(chuàng)造力。所以社會(huì)思維學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)是集體思維的激活。
——《致張育銘》(1993年9月3日),《錢學(xué)森書信》第7卷第344頁