投資航天就是投資未來
—— 訪北京航空航天大學教授李成智

□ 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教授李成智

□ 本刊記者 邢 華

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

李成智：2016年，有很多重要的發(fā)射任務都應該載入中國航天史冊。比如說6月25日，新型長征七號運載火箭首次發(fā)射。這個火箭跟過去的長征系列完全不一樣，包括用的推進劑也不一樣，它是一種新型的火箭，具有積木化特征，其運載能力超過了現(xiàn)在最高的長征三號乙。這是一個里程碑式的成就。同時，中國第四座低緯度發(fā)射場在海南文昌啟用，這也是一個里程碑式的成就。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。這是中國的第一顆，也是世界的第一顆。9月15日，天宮二號發(fā)射成功并進行在軌測試，在世界產(chǎn)生了很大的影響。10月19日，神舟十一號載人飛船與天宮二號空間實驗室成功實現(xiàn)自動交會對接，航天員景海鵬、陳冬進入空間實驗室，中國載人航天發(fā)展戰(zhàn)略的第二步工作正式拉開帷幕。同時，更大推力的長征五號運載火箭近期將要發(fā)射，其運載能力要比現(xiàn)在的火箭高出1倍還多。這也是一個里程碑式的成就?？梢哉f，僅僅是2016年下半年，不僅好戲連臺，而且都是重頭戲，都將對中國航天產(chǎn)生根本性的影響。

記者： 世界各國都非常重視衛(wèi)星發(fā)射和應用，有的國家已經(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)星受幾個條件的約束，按照一定規(guī)律的路徑圍繞地球旋轉(zhuǎn)，這個路徑就是軌道。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。因為這個軌道比較靈活，所以幾乎所有的載人飛船、航天飛機、空間站，以及大量的科學和技術試驗衛(wèi)星都在這個軌道上運行。第二類是太陽同步軌道，大致沿著地球的子午線運行。這個軌道非常重要，幾乎所有的對地觀測衛(wèi)星（包括資源、氣象和偵察等遙感衛(wèi)星）都在太陽同步軌道上。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保持不動。這個軌道只有一條，部署衛(wèi)星數(shù)量有限，所以這個軌道資源非常寶貴。

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、俄羅斯在衛(wèi)星軌道資源上，跑馬圈地，占了很多。我國靜止軌道通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星發(fā)展較晚，向國際電聯(lián)申請注冊的位置不如美、俄多，但目前也能滿足要求。

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

李成智：截至2015年，世界各國共發(fā)射各類航天器（含衛(wèi)星）共7757顆，中國發(fā)射數(shù)量居世界第三位。從應用角度講，發(fā)射衛(wèi)星多，并不一定是好事，為什么？因為同樣一個衛(wèi)星，比如偵察衛(wèi)星，現(xiàn)在一顆先進的衛(wèi)星可以使用5年，而過去只能用1年，甚至個把月。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)量多是因為衛(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，主要是因為衛(wèi)星壽命提高了，功能進一步增加了。

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富的天文學知識、全新的地球及地理學知識、更為便利的通信和廣播手段、更為及時準確全面的氣象監(jiān)測、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，能夠極大地促進軍事技術變革，還可以給我們帶來極大的社會效益和經(jīng)濟效益。

比如：通信衛(wèi)星擁有衛(wèi)星電視、奧運會直播、新聞速達、直播電視、衛(wèi)星電話、衛(wèi)星網(wǎng)絡等功能，當前已經(jīng)形成全球龐大的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟與社會效益；氣象衛(wèi)星所提供的氣象信息已廣泛應用于日常氣象業(yè)務、環(huán)境監(jiān)測、防災減災、大氣科學、海洋學和水文學的研究；資源衛(wèi)星用于勘測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，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，預報各種嚴重的自然災害，具有50種以上不重復的應用價值；導航衛(wèi)星最初是一個軍事項目，用于海上潛艇的導航定位，后逐步擴大應用范圍，廣泛應用于社會經(jīng)濟各個領域，產(chǎn)生了極大的社會經(jīng)濟效益；此外還有科學衛(wèi)星、技術試驗衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、導彈預警衛(wèi)星、核爆炸監(jiān)視衛(wèi)星等等，在科學、技術、軍事各領域具有廣闊的應用前景。

李成智，北京航空航天大學教授、博士生導師，中國科學技術史學會常務理事兼技術史專業(yè)委員會副主任，曾在哈爾濱飛機制造公司從事直-9直升機研制工作，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，會收到什么樣的效益？

李成智：各類應用衛(wèi)星的效益已經(jīng)非常明顯了，載人航天跟衛(wèi)星不一樣，它是一個新興的技術、新興的工程，有一個潛伏期、延遲期，需要長期的不間斷的支持。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，載人航天長遠看應該是盈利的。

美國在1969年實現(xiàn)了人類首次登陸月球，花了255億美元。那些錢換來了什么？美國蔡司公司提交的研究報告指出，阿波羅計劃使美國經(jīng)濟增長率提高了2%，物價指數(shù)下降了2%，創(chuàng)造了80萬多個就業(yè)指標。這是直接的效益。同時，報告指出，美國國民收入在1958-1968年翻了一番，到1978年又翻了一番。信息時代大量新技術往往可從阿波羅計劃中找到源頭，比如無線耳機、記憶泡沫、防火服、冷卻服、腎臟透析儀、鍛煉設備，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。阿波羅計劃約產(chǎn)生了3000多種新的應用技術，每一項應用技術里面都有很多專利，對航天航空、軍事、通信、材料、醫(yī)療衛(wèi)生、計算機等都有巨大的推動作用，也催生了一大批新興工業(yè)群體的誕生與成長。阿波羅計劃參與者認為，今天的手機、無線設備、ipad等，無一不是來自于登月的衍生技術。美國算了一筆賬，阿波羅計劃開始的投入產(chǎn)出比是1∶4.5，最近公布的投入產(chǎn)出比高達1∶14。

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

記者： 未來，航天技術的發(fā)展主要集中在哪些方面？

李成智：航天技術的未來發(fā)展范圍很廣，我想簡單說一下部分發(fā)展方向。一、開發(fā)全新的材料，帶動工業(yè)技術和經(jīng)濟發(fā)展。我們對材料的需求是無止境的，對材料的要求也越來越細，越來越多，既要輕，強度要高，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。這在將來是一個巨大的產(chǎn)業(yè)。三、加工特種功效的構件，制造輕型長壽命機械。四、培育農(nóng)業(yè)新品種，推動農(nóng)業(yè)技術發(fā)展。在太空農(nóng)業(yè)育種領域，中國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。太空育種對于中國這樣的人口大國來說具有特別的意義。五、開發(fā)太空資源（如高效利用太陽能），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。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，都是比較現(xiàn)實的發(fā)展目標。隨著航天技術的進一步發(fā)展，人類必將會有更為宏偉的發(fā)展目標，如開發(fā)行星資源、登陸火星、太空移民，等等。