+ 劉進軍
路漫漫其修遠兮——中國在世界航天的地位
+ 劉進軍

嫦娥2號探測器拍攝的近地小行星4179號圖塔蒂斯近距離照片
中國航天從無到有,從少到多,從小到大,從弱到強,如今已經進入航天大國行列。2014年,中國航天在運載火箭發射數量名列第4,發射成功率名列第3。
縱觀2015年,中國計劃完成20次航天發射,將超過40個航天器送入太空,發射次數和發射航天器的數量都將創歷史新高。
然而,從各種數據看,中國航天在其他方面都與幾個航天大國存在巨大差距。這不要緊,中國會趕上,但有些方面還存在加大差距的危險,必須引起警惕。
以運載火箭研制為例。根據美國宇航局按發射重量分類,運載火箭分為:
小型運載火箭:發射2噸以下有效載荷送入低地軌道。
中型運載火箭:發射2噸~20噸有效載荷送入近地軌道。
大型運載火箭:發射20噸~50噸有效載荷送入近地軌道。
重型運載火箭:發射超過50噸有效載荷送入近地軌道。
運載火箭可進行縱向比較,統計時間差。1970年4月24日,當“長征-1”小型運載火箭就將“東方紅-1”號衛星發射升空,中國開始了航天。中國航天的起跑點并不落后,與蘇聯僅差12年多,與美國差12年,倒是歐空局差中國將近10年。1982年9月9日,“長征-2”中型運載火箭發射時,與蘇聯差22年多,與美國差不到20年,歐空局差中國6年多。
如果2015年,中國“長征-5”號運載火箭發射成功,與蘇聯差37年多,與美國差近40年,反倒落后歐空局8年多。如果中國2030年研制出“長征-9”號重型運載火箭,與蘇聯時間差達43年,與美國時間差達63年。
如果運載火箭橫向比較,蘇聯從小型運載火箭到“N1”重型運載火箭不到12年,“能源”重型運載火箭用了30年。美國從小型運載火箭到“土星-5”重型運載火箭不到10年。中國從小型運載火箭到重型運載火箭將用60年時間。
世界上研發運載火箭速度最快的是美國太空探索科技公司。2006年起,它只有幾百名20多歲的年輕人時,3次發射小型運載火箭“獵鷹-1”號,每次遭遇失敗。2008年9月,“獵鷹-1”號第一次發射成功。2010年6月,“獵鷹-9”中型運載火箭發射成功,低軌道運載能力達到10噸多。2015年,“獵鷹-9”重型運載火箭將進行2次試飛,低軌道運載能力達到53噸。美國太空探索科技公司的成功原因:利用航天科技成果和強大研發能力。航天科技成果事實存在。怎樣擁有強大的研發能力呢?

國家參數小型運載火箭中型運載火箭大型運載火箭重型運載火箭時間1957.10.41960.5.151968.11.161969.2.211987.5.15蘇聯型號衛星-1東方-1質子N1能源重量83.6Kg4.725t22t95t100t時間1958.2.11962.3.121966.2.261967.11.92018.11前美國型號朱諾-1大力神-2土星-1B土星-5太空發射系統重量13.97Kg3.6t20.4t118t70~130 t時間1979.12.241988.6.152008.3.9歐空局型號阿麗亞娜-1阿麗亞娜-4阿麗亞娜-5重量1.4t7t21t時間1970.4.241982.9.92015.2030.中國型號長征-1長征-2長征-5長征-9重量0.3t3.85t25t130t太空探索科時間2008.9.282010.6.42015.技公司型號獵鷹-1獵鷹-9獵鷹-9重重量0.165t10.45t53t
再以世界航天大國的月球計劃為例。按照中國探月工程的“繞、落、回”為標準,蘇聯、美國和中國的月球計劃進程表如下:

國家第一顆衛星環月飛行月球著陸月球樣品返回人類登陸月球蘇聯1957.10.4衛星-1 1959.10.7月球-3 1966.2.3月球-9 1970.9.12月球-16美國1958.2.1探險者-1 1962.1.26徘徊者-3 1966.6.2勘測者-1 1969.7.20阿波羅-11 1969.7.20阿波羅-11中國1970.4.24東方紅-1 2007.10.24嫦娥-1 2013.9.19嫦娥-3

2013年,“旅行者-1”號飛出太陽系
蘇聯從第一顆衛星升空到環月飛行只用了2年,月球著陸只用了8年多,月球樣品返回只用了13年。美國從第一顆衛星升空到環月飛行用了不到3年,月球著陸只用了8年多,月球樣品返回和登陸月球只用了11年多。中國從“東方紅-1”衛星升空到環月飛行花了37年多,月球著陸用了43年多,月球樣品返回已經指日可待,但登陸月球可能要50年。
從技術含量更高的航天器方面,中國落后其他航天大國一大截。空間探測器、天文衛星、太空望遠鏡等航天器,是人類了解宇宙的過去、現在和將來的科學,對人類貢獻最大。它需要更堅實的理論、技術、研發和制造能力。這方面,日本遠遠超過中國。在其他方面落后于中國的印度,以低成本、短時間、高速度研發了火星探測器,成為世界上第一次發射火星探測器就圓滿成功的國家。
從運載火箭研發速度、月球計劃速度和空間探測速度可以分析得出:
(1),中國在航天事業起步階段僅落后蘇美12年左右;
(2),現在,中國航天的許多方面已經落后若干年時間;
(3),越先進的技術,落后越大;
(4),越先進的國家速度越快;
(5),民營公司參與現在和未來的市場競爭,來勢兇猛。
航天科學、信息科學和生命科學是最尖端和最偉大的科學。中國在空間技術、空間應用和空間科學方面已經取得重大成就,但與幾個航天大國相比還存在差距。中國要趕超世界主要航天大國需要很多條件,主要三條。
首先,中國需要誕生偉大的航天理論家。這非常重要!
航天科學包括航天理論、航天技術和航天工程。只有超常的想象力和創造力,才會出現超越思維的航天理論家。只有偉大的航天理論,才能有尖端的航天技術。只有先進的航天技術才會有壯觀的航天工程。這樣,中國才能走在世界航天的前面,不然永遠在后面爬。

紅色星球——火星地貌

“威爾金森”探測器描繪的宇宙誕生時間表

太空飛行理論——軌道力學
第二,增大支持力度。
原來,中國從一窮二白,勒緊褲腰帶開始航天事業。現在,中國已經成為世界第二大經濟實體。在中國富強起來的時候,更應該支持航天事業。航天是吃錢的大老虎。各國宇航局都是秉承“花小錢,辦大事”的原則。中國是“花小錢,辦大事”的典范。中國航天有了更多的資金支持,將會飛得更遠更快。
第三,搶奪科技高峰。
世界航天紀錄,相當于太空的“奧運會”。世界航天紀錄排名,不但關系到一個國家的名譽,更證明一個國家的科技實力。蘇聯壟斷了60%的世界航天紀錄,美國獲得30%,歐洲和日本分享10%,中國沒有。中國創造的都是中國航天的國家紀錄。
太空科學發現,也就是科學成就,相當于航天的“諾貝爾”獎。如:宇宙是怎樣起源的?太陽系的演變和現狀?行星形成和變化?生命的起源和演化?太空科學發現揭開了許多宇宙之謎,成就非凡。在太空探測中,美國幾乎壟斷了太空科學發現,歐洲、日本、俄羅斯分享一小部分。
在航天科技方面,未來技術很重要,就是專利發明。為了專利,中國人民已經吃盡了苦頭,交了很多學費。現在,地球上未來幾十年、上百年的重大專利,也就是未來技術,已經被外國發明、注冊得差不多了。
從人類發展史的角度看:航天,才剛剛開始。太空,有廣闊的空間和無限的想象力。中國應該在航天理論、航天技術、航天科學方面下大功夫,奪得幾項重大技術、發明和成就。這樣,中國才有資格號稱航天大國和強國,才能趕超世界主要航天大國。