錢學(xué)森對(duì)載人航天技術(shù)的展望

黃志澄

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(guó)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(zhǎng)期在天上“受罪”的巨大代價(jià)。我希望我國(guó)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(guó)家都無法獨(dú)家承受此負(fù)擔(dān)，只有國(guó)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(guó)共建的，我國(guó)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(guó)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(guó)際共同開發(fā)空天飛機(jī)。

再次，我國(guó)作為國(guó)際合作的開發(fā)者，該如何作準(zhǔn)備，也就是爭(zhēng)取參加國(guó)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(guó)的科技力量和加工生產(chǎn)能力。

21世紀(jì)的中國(guó)人一定要在空天飛機(jī)上顯一顯身手，一件國(guó)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(guó)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?！?990年12月28日致朱光亞的信中指出：“近見美國(guó)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(guó)是主力，其他好幾個(gè)國(guó)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(guó)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(guó)家在載人航天領(lǐng)域愈來愈多地開展各種形式的國(guó)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(guó)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(guó)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。