航天強(qiáng)國核心技術(shù)研究與思考

祁振強(qiáng)、張柳、王曉軍 /中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

60多年來，我國航天事業(yè)在黨中央的堅強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過幾代航天人的自力更生、艱苦奮斗，實現(xiàn)了從無到有，掌握了一批核心關(guān)鍵技術(shù)，取得了以航天“三大里程碑”為代表的優(yōu)異成績。近年來，我國完成了以載人航天、月球探測、火星探測、“北斗”導(dǎo)航為代表的航天重大工程，從地月系走向行星際，不斷刷新中國航天發(fā)展新高度。以“長征”五號、六號、七號、八號為代表的無毒無污染新一代運(yùn)載火箭陸續(xù)發(fā)射應(yīng)用，在軌衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到500多顆，陸地觀測系列衛(wèi)星、“風(fēng)云”系列氣象衛(wèi)星、通信廣播衛(wèi)星等性能達(dá)到世界先進(jìn)水平，我國已成為航天大國，能力水平邁進(jìn)世界前列。

習(xí)近平總書記指出，“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能真正掌握競爭和發(fā)展的主動權(quán)，才能從根本上保障國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和其他安全”。核心技術(shù)是一個國家或者企業(yè)技術(shù)實力的最直接體現(xiàn)，也直接決定了其核心競爭力，在國家發(fā)展和企業(yè)競爭等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在當(dāng)前由航天大國到航天強(qiáng)國奮斗的偉大征程中，只有把關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己手中，才能牢牢掌握創(chuàng)新發(fā)展的主動權(quán)。

一、航天強(qiáng)國核心技術(shù)的概念與內(nèi)涵

核心技術(shù)一般是指在生產(chǎn)系統(tǒng)或技術(shù)系統(tǒng)中起關(guān)鍵核心作用的技術(shù)。在企業(yè)層面，核心技術(shù)是指處于行業(yè)領(lǐng)先位置，競爭對手難以模仿，且在一定時期內(nèi)難以替代的技術(shù)。在國家層面，核心技術(shù)是指對國家的科技、產(chǎn)業(yè)及國家安全等產(chǎn)生重大影響的技術(shù)，在國家發(fā)展中起到戰(zhàn)略性作用。核心技術(shù)一般具有以下幾個主要特征：一是技術(shù)復(fù)雜性，核心技術(shù)一般具有較高的技術(shù)復(fù)雜度，具有高門檻，在一定時期內(nèi)難以模仿和追趕；二是不可替代性，核心技術(shù)符合行業(yè)或者領(lǐng)域的發(fā)展需求，在可預(yù)見的時期內(nèi)難以替代，具有廣闊的發(fā)展前景；三是高投入性，核心技術(shù)一般都需要企業(yè)或者國家持續(xù)投入大量的研發(fā)資金和人力資源才能突破掌握。此外，還包括戰(zhàn)略性、高風(fēng)險性、長周期性、高價值性、知識緘默性、顛覆性等特征。

航天強(qiáng)國核心技術(shù)區(qū)別于一般意義上的核心技術(shù)，其應(yīng)具有更強(qiáng)的目標(biāo)屬性，能體現(xiàn)航天強(qiáng)國能力的物化實現(xiàn)和目標(biāo)導(dǎo)向。從一般的核心技術(shù)概念出發(fā)，結(jié)合國家層面核心技術(shù)的戰(zhàn)略性重要特征，航天強(qiáng)國核心技術(shù)是指符合我國航天強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略，在重點航天產(chǎn)品研制生產(chǎn)中起關(guān)鍵核心作用，支撐航天重大任務(wù)實現(xiàn)，能顯著增強(qiáng)保障國家安全、進(jìn)出太空、利用太空、認(rèn)知太空、治理太空能力，促進(jìn)航天科技和產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，在國際航天領(lǐng)域具備長期競爭優(yōu)勢的技術(shù)。

為系統(tǒng)梳理并準(zhǔn)確識別出航天強(qiáng)國核心技術(shù)，首先要確定其評價指標(biāo)體系。根據(jù)一般核心技術(shù)的價值評價原則，結(jié)合航天強(qiáng)國核心技術(shù)的概念，航天強(qiáng)國核心技術(shù)評價指標(biāo)按以下3個原則設(shè)置：一是目標(biāo)導(dǎo)向，體現(xiàn)航天強(qiáng)國能力的物化實現(xiàn)和航天強(qiáng)國戰(zhàn)略的目標(biāo)導(dǎo)向，應(yīng)對未來航天強(qiáng)國建設(shè)起指引性作用；二是系統(tǒng)全面，各項評價指標(biāo)都應(yīng)有明確的內(nèi)涵，立足當(dāng)前，面向未來，能保證系統(tǒng)全面、客觀準(zhǔn)確地對核心技術(shù)進(jìn)行評價；三是合理可行，評價指標(biāo)體系應(yīng)盡可能明確、簡單、規(guī)范，使整個評價指標(biāo)體系合理，具備可操作性，可按照一定的方式對技術(shù)進(jìn)行量化評價。

依據(jù)航天強(qiáng)國核心技術(shù)評價指標(biāo)設(shè)置原則，評價指標(biāo)體系應(yīng)從3個方面分別反映技術(shù)的外部價值、內(nèi)部價值以及技術(shù)可行性。航天強(qiáng)國核心技術(shù)評價指標(biāo)如圖1所示。

圖1 航天強(qiáng)國核心技術(shù)評價指標(biāo)

1.戰(zhàn)略重要性

符合航天強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略和領(lǐng)域發(fā)展方向，在航天領(lǐng)域、型號及關(guān)鍵產(chǎn)品中具有重要地位，能夠帶動整體技術(shù)水平及能力的大幅提升。具體可從3個方面衡量。

（1）戰(zhàn)略價值。符合航天強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略和領(lǐng)域發(fā)展方向，立足于2030年和2045年2個時間節(jié)點，能支撐我國航天領(lǐng)域重大戰(zhàn)略任務(wù)實施和航天強(qiáng)國能力實現(xiàn)。

（2）經(jīng)濟(jì)價值。該技術(shù)具有較好的投入產(chǎn)出比，在投入一定的資源進(jìn)行研發(fā)并掌握后，投入應(yīng)用能夠提高產(chǎn)品性能，提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低成本，能夠帶來比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）技術(shù)帶動價值。能提升本領(lǐng)域技術(shù)水平及能力，促進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)，擴(kuò)大整體技術(shù)優(yōu)勢，提升競爭力。

2.技術(shù)先進(jìn)性

該項技術(shù)的科學(xué)原理比較先進(jìn)，能代表未來發(fā)展方向，是對現(xiàn)有技術(shù)水平的跨越式突破，競爭對手很難超越。具體可從2個方面衡量。

（1）技術(shù)水平。該項技術(shù)本身的科學(xué)原理比較先進(jìn)，具有通用的、規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）發(fā)展前景。該項技術(shù)符合未來技術(shù)發(fā)展方向，是對現(xiàn)有技術(shù)水平的跨越式突破，具有不可替代性，相對于競爭對手具有獨有性。

3.技術(shù)可行性

對該項技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)的基礎(chǔ)和風(fēng)險進(jìn)行評估，綜合衡量發(fā)展該項技術(shù)的可行性。具體可從2個方面衡量。

（1）技術(shù)基礎(chǔ)。指掌握該項技術(shù)的程度，或開發(fā)該項技術(shù)的基礎(chǔ)性條件，包括理論水平、設(shè)計工具及知識積累等，應(yīng)能支撐2030年、2045年我國航天領(lǐng)域重點產(chǎn)品研制和航天強(qiáng)國能力實現(xiàn)。

（2）技術(shù)風(fēng)險。指技術(shù)的開發(fā)風(fēng)險，即發(fā)展該項技術(shù)所帶來時間周期、資金成本等方面風(fēng)險，以及其它不可預(yù)測風(fēng)險的可能性。

參照國內(nèi)外技術(shù)評價方法及流程，以質(zhì)量功能展開法（QFD）為基礎(chǔ)，結(jié)合航天強(qiáng)國核心技術(shù)指標(biāo)體系，制定航天強(qiáng)國核心技術(shù)識別流程：制定航天強(qiáng)國核心技術(shù)體系框架和評價指標(biāo)體系，由領(lǐng)域?qū)＜覍彾ǎ话凑蘸诵募夹g(shù)體系框架進(jìn)行技術(shù)梳理，形成核心技術(shù)初集；依照評價指標(biāo)體系設(shè)計QFD矩陣式評分表，對核心技術(shù)進(jìn)行量化評價，并按照分?jǐn)?shù)進(jìn)行排序；進(jìn)一步研討分析，凝練整理形成航天強(qiáng)國核心技術(shù)體系。

二、航天強(qiáng)國核心技術(shù)的識別與梳理

將服務(wù)航天強(qiáng)國建設(shè)作為最終目標(biāo)和根本遵循，依照航天強(qiáng)國及航天強(qiáng)國核心技術(shù)概念內(nèi)涵，自上而下從能力目標(biāo)、重大工程及重點產(chǎn)品到核心技術(shù)逐層分解，形成航天強(qiáng)國核心技術(shù)體系，如圖2所示。

圖2 航天強(qiáng)國能力及技術(shù)體系

航天運(yùn)載技術(shù)是進(jìn)出太空的基礎(chǔ)；空間飛行器技術(shù)是利用太空、認(rèn)知太空、治理太空的基礎(chǔ)；空間應(yīng)用技術(shù)支撐高效利用太空能力；空間科學(xué)技術(shù)支撐開展太空科學(xué)研究，拓展認(rèn)知太空能力；共性基礎(chǔ)技術(shù)是重大任務(wù)實施及重點產(chǎn)品研制的基礎(chǔ)。5個方面的核心技術(shù)按照專業(yè)方向展開，具體如圖3所示。

圖3 航天強(qiáng)國核心技術(shù)體系架構(gòu)

通過對我國航天領(lǐng)域科研院所、高校等進(jìn)行調(diào)研，征集百余位航天領(lǐng)域?qū)＜?，按照航天?qiáng)國核心技術(shù)評價指標(biāo)進(jìn)行打分評價，梳理識別出航天強(qiáng)國核心技術(shù)104項，具體分布如圖4所示。

圖4 航天強(qiáng)國核心技術(shù)分布

以航天運(yùn)載技術(shù)方向為例，圍繞未來航天運(yùn)輸所應(yīng)具備的高可靠、智能化、航班化等能力，支撐重型運(yùn)載火箭、重復(fù)使用運(yùn)載器等重點產(chǎn)品研制，共梳理識別出核心技術(shù)20項，包括重型運(yùn)載火箭總體技術(shù)、大推力低溫液體發(fā)動機(jī)技術(shù)、超大直徑箭體結(jié)構(gòu)制造技術(shù)、無人值守大承載發(fā)射平臺技術(shù)等（見圖5）。

圖5 航天運(yùn)載技術(shù)條目

在梳理這些核心技術(shù)時均逐條從技術(shù)內(nèi)涵、研究內(nèi)容、發(fā)展目標(biāo)以及技術(shù)基礎(chǔ)等層面詳細(xì)展開，在宏觀層面保證了技術(shù)梳理預(yù)見的全面性，微觀層面逐條技術(shù)展開也提供了更加詳實的參照，反應(yīng)了立足當(dāng)前時點對技術(shù)發(fā)展的認(rèn)識，為未來技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略布局提供參考。

為掌握我國當(dāng)前航天領(lǐng)域技術(shù)水平，以及與世界航天強(qiáng)國技術(shù)水平的差距，以航天強(qiáng)國核心技術(shù)2030年發(fā)展目標(biāo)為10分基準(zhǔn)，對各項技術(shù)當(dāng)前國外發(fā)展水平、國內(nèi)發(fā)展水平分別進(jìn)行打分。評估要素考慮當(dāng)前技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)成熟度等，綜合進(jìn)行評分，以期掌握當(dāng)前技術(shù)水平情況，為后續(xù)精準(zhǔn)投入，鍛造長板，補(bǔ)齊短板，發(fā)展核心技術(shù)提供支撐，航天強(qiáng)國核心技術(shù)水平分析如圖6所示。

圖6 航天強(qiáng)國核心技術(shù)水平分析

圖中灰色部分為國外技術(shù)的當(dāng)前水平，紅色部分為我國當(dāng)前技術(shù)水平。整體上看，當(dāng)前我國核心技術(shù)水平與國外相比還普遍存在一定程度差距。尤其是液體發(fā)動機(jī)、空間機(jī)器人、環(huán)控生保和長期生存、航天共性軟件、增材制造等技術(shù)差距相對較大，在航天量子通信、航天人工智能等共性技術(shù)方向差距相對較小。

三、思考與建議

從水平分析可以看出，我國航天強(qiáng)國核心技術(shù)設(shè)定的2030發(fā)展目標(biāo)比當(dāng)前國外最高水平均有領(lǐng)先，體現(xiàn)了前瞻引領(lǐng)性。但從整體上看，當(dāng)前航天核心技術(shù)水平與國外相比還普遍存在一定程度差距，部分技術(shù)差距相對較大。要加快突破并掌握核心技術(shù)，支撐航天強(qiáng)國建設(shè)，應(yīng)該從以下幾個方面做好工作。

一是正視差距，提前布局。當(dāng)前我國航天核心技術(shù)與世界航天強(qiáng)國相比還普遍存在差距，對標(biāo)2030年發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)圍繞重大工程和重點產(chǎn)品，提前布局，加大精準(zhǔn)投入，盡早突破并掌握航天強(qiáng)國核心技術(shù)，夯實航天強(qiáng)國建設(shè)基礎(chǔ)。

二是加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)攻關(guān)，支撐我國航天創(chuàng)新發(fā)展。針對目前差距較大的液體動力、材料、元器件等技術(shù)方向，加大攻關(guān)力度；加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，推動從0到1的原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)；持續(xù)探索新概念、新機(jī)理、新技術(shù)、新手段，前瞻布局航天領(lǐng)域新興學(xué)科、前沿學(xué)科和交叉學(xué)科研究。

三是搭建核心技術(shù)聯(lián)合研究平臺，聚集各類創(chuàng)新要素，集中力量開展技術(shù)攻關(guān)。國內(nèi)航天領(lǐng)軍企業(yè)、高水平研究大學(xué)、科研院所應(yīng)在技術(shù)攻關(guān)、項目研究、人才培養(yǎng)等方面建立長期合作關(guān)系，搭建常態(tài)化技術(shù)共享平臺，集智攻關(guān)，加快建設(shè)以國家實驗室為引領(lǐng)的航天戰(zhàn)略科技力量，推動航天科技邁向更高水平自立自強(qiáng)。