【摘要】航天是科技進步和創(chuàng)新的重要領域，航天科技成就是國家科技水平和能力的重要標志。近年來中國航天事業(yè)突飛猛進，取得了一系列重大成果。中國航天事業(yè)發(fā)展積累的寶貴經驗：自力更生、自主創(chuàng)新，發(fā)揚和秉承航天精神，舉國體制、突出戰(zhàn)略需求，以及穩(wěn)扎穩(wěn)打、科學有序等，將成為未來中國航天事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的“助推器”。

【關鍵詞】中國航天  航天科技  航天精神  成功經驗    

【中圖分類號】F426    【文獻標識碼】A

近年來中國航天科技的重大成就

近幾年來，中國航天事業(yè)突飛猛進，在北斗導航、載人航天、深空探測、運載系統(tǒng)等諸多工程領域異軍突起，取得了一系列重大科技成果。這些成就的取得，既反映出中國航天的實力，也標志著中國從世界航天大國邁向航天強國的行列。

衛(wèi)星導航系統(tǒng)方面，2020年6月，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)最后一顆衛(wèi)星成功升空。北斗系統(tǒng)，歷時26年研發(fā)，經歷了北斗一號、二號、三號三代系統(tǒng)，共計發(fā)射了59顆衛(wèi)星，最終完成全部組網星座發(fā)射任務，正式建成。2020年7月，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通。目前全球范圍內已經有137個國家與北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)簽下了合作協議。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)事關國家安全、經濟建設和科學研究等諸多重要領域，代表了我國的核心競爭力。

探月工程方面，從嫦娥一號到嫦娥四號，我國已經取得連續(xù)執(zhí)行5次探月任務、6次發(fā)射成功的佳績，不僅次數多，而且成功率100%。2020年11月，探月工程嫦娥五號探測器發(fā)射成功，開啟中國首次地外天體采樣返回之旅，順利完成我國探月工程“繞、落、回”三步走的最后一步。這些成就奠定了本世紀前20年我國在無人月球探測領域的領先地位。

載人航天與空間站方面，中國天宮號空間站建設進入關鍵階段。2011年至2016年間，中國通過天宮一號、天宮二號驗證了空間站的一系列關鍵技術。從2020年始，中國相繼成功發(fā)射了天宮空間站天和核心艙、天舟二號貨運飛船和神舟十二號載人飛船，完成了飛船與核心艙的對接和在軌測試，中國航天員首次進入中國人自己的空間站。天舟貨運飛船、天和核心艙、神舟十二號飛船任務相繼成功，意味著中國空間站時代即將來臨。

火星與深空探測方面，2020年7月，長征五號遙四運載火箭托舉著我國首次火星探測任務“天問一號”探測器點火升空；2021年5月15日，“天問一號”著陸巡視器“祝融號”成功著陸火星。天問一號火星探測任務的最大挑戰(zhàn)在于火星“繞”（環(huán)繞）、“著”（降落軟著陸）、“巡”（移動巡視）三大工程目標同時實施，以及對火星進行全方位研究，堪稱近幾十年來人類火星探測技術復雜度之最。我國首次火星探測任務著陸火星取得圓滿成功，創(chuàng)造了人類探測火星的新紀錄。

運載系統(tǒng)方面，2020年，中國航天全年共執(zhí)行了39次發(fā)射任務，發(fā)射載荷質量103.06噸，發(fā)射次數和發(fā)射載荷質量均位居世界第二。其中，長征系列運載火箭完成了34次發(fā)射。2015年9月，長征系列火箭中首枚小型固體運載火箭長征十一號首飛成功；2019年6月，長征十一號海射型運載火箭成功完成中國運載火箭首次海上發(fā)射。2020年5月，長征五號B運載火箭首飛成功，拉開了中國載人航天工程空間站階段任務的序幕。此后，長征五號運載火箭全面投入應用，成功發(fā)射了火星探測器和嫦娥五號探測器，實現了我國地球同步轉移軌道運載能力由5.5噸級到14噸級的跨越。2020年12月，長征八號運載火箭首飛成功，增強了我國高密度發(fā)射任務的執(zhí)行能力，實現了發(fā)動機推力調節(jié)技術的首次工程應用，為可重復使用打下堅實基礎。此外，我國新一代載人飛船試驗船成功返回，為中國載人登月飛船“啟航”奠定了堅實基礎。

高性能衛(wèi)星方面，2013年4月，中國首顆高分辨率衛(wèi)星“高分一號”成功發(fā)射。此后，又成功發(fā)射高分二號至高分十四號、資源三號衛(wèi)星等，構成了中國自主高分辨率對地觀測系統(tǒng)并形成體系能力。2015年12月，我國成功將暗物質粒子探測衛(wèi)星悟空號發(fā)射升空。該衛(wèi)星具有能量分辨率高、測量能量范圍大和本底抑制能力強等優(yōu)勢，將中國的暗物質探測提升至新的水平。2016年8月，中國成功發(fā)射世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星墨子號。2017年6月、8月，墨子號衛(wèi)星先后在國際上首次成功實現千公里級衛(wèi)星和地面之間的量子糾纏分發(fā)、量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)。2018年2月，中國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星張衡一號發(fā)射升空，進入預定軌道，標志中國成為世界上少數擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。2019年12月，中國將實踐二十號衛(wèi)星送入預定軌道，旨在在軌驗證通信、導航、遙感等多領域16項關鍵技術。2020年7月，亞太6D通信衛(wèi)星成功發(fā)射，成為中國目前通信容量最大、波束最多、輸出功率最大、設計程度最復雜的民商用通信衛(wèi)星。2021年5月，中國成功將海洋二號D衛(wèi)星送入預定軌道，該衛(wèi)星和此前發(fā)射的海洋二號B、C星組網，標志著中國海洋動力環(huán)境衛(wèi)星迎來三星組網的時代。

中國航天科技的成功經驗

自?1956?年開始，經過長期不懈努力，中國航天技術得到了長足發(fā)展，特別是2016年以來，高密度航天發(fā)射成為中國航天的一大特征，無論是國家重大工程，還是商業(yè)航天項目，都迎來了一輪發(fā)展高潮。中國航天事業(yè)發(fā)展過程中積累了許多寶貴的成功經驗，這將成為未來中國航天持續(xù)發(fā)展的“助推器”。

一是自力更生、自主創(chuàng)新。航天活動屬于高科技、創(chuàng)新性實踐。正是長期堅持自力更生、自主創(chuàng)新，中國航天人才突破了一個又一個技術難關，取得一系列重大成功，在世界航天科技領域中占有一席之地。

中國航天自立自強，與國外勢力的技術封鎖不無關系。1956年，中國航天事業(yè)剛剛起步，國家一窮二白，技術薄弱，然而蘇聯撤走在華專家，導彈研制等工作頓時陷入停滯。在最艱難的時刻，老一代航天人自力更生，不畏艱難，創(chuàng)造了“兩彈一星”的奇跡。2002年，歐洲決定自研伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)，當時中國導航領域一片空白，也共同參與研發(fā)。然而幾年后，在中國已投入20億經費的情況下，卻被從伽利略項目中踢出，歐洲國家并不希望中國接觸導航領域核心技術。2011年，美國國會通過了沃爾夫條款，限制美中在航天領域的合作。面臨技術封鎖，中國人深切地感受到，航天領域的尖端技術是不可能從國外直接獲得的，只有自主掌握核心技術，才能真正將祖國發(fā)展與安全的命運牢牢掌握在中國人手中。中國航天人發(fā)憤圖強，刻苦攻關，逐漸構筑起了專業(yè)齊全、功能配套、設施完備的航天科技工業(yè)體系，掌握了一大批具有自主知識產權的核心技術，積累了獨具特色的航天工程管理經驗和方法，造就了一支技術精湛、作風優(yōu)良的航天人才隊伍，取得了一系列令世人矚目的成果。

二是航天精神鑄就偉大成就。航天精神是中國幾代航天人投身航天事業(yè)的實踐中創(chuàng)造的，以航天傳統(tǒng)精神、“兩彈一星”精神、載人航天精神等為代表，已成為中國社會主義精神文明的重要組成部分。正是在航天精神的感召下，一代代航天人視祖國的航天事業(yè)為生命，淡薄名利，無私奉獻，積極投身于偉大的航天事業(yè)中，不畏失敗、勇于探索，使中國人探索太空的腳步邁得堅實而又穩(wěn)健。

航天精神是中國航天事業(yè)的文化標志和軟實力，是中國航天取得成功的法寶之一。2020年4月，習近平總書記在給參與“東方紅一號”任務的老科學家回信中談到，“不管條件如何變化，自力更生、艱苦奮斗的志氣不能丟。新時代的航天工作者要以老一代航天人為榜樣，大力弘揚‘兩彈一星’精神，敢于戰(zhàn)勝一切艱難險阻，勇于攀登航天科技高峰，讓中國人探索太空的腳步邁得更穩(wěn)更遠，早日實現建設航天強國的偉大夢想”。面對不斷變化的新形勢和新挑戰(zhàn)，只有與時俱進，不斷賦予航天精神新的時代內涵，才能為建設航天強國、實現航天夢提供無限精神動力支撐。

三是舉國體制，突出戰(zhàn)略需求。航天活動需要巨大的經濟支撐，一個項目動輒需要幾億、幾十億甚至百億的資金投入，因此需要國家主導，需要強大的舉國體制保障發(fā)展。中國航天事業(yè)在黨和政府的關懷下發(fā)展壯大，所取得的輝煌成就與強大的領導體制密切相關。上世紀后半葉，隨著國防科技的縱深發(fā)展，中國航天形成了“從中央專門委員會到國防科工委、航天工業(yè)部、型號研究院”這種自上而下的決策、管理和研制體制。該體制上通下達，管理嚴密，領導有力，成為中國航天事業(yè)取得一系列重大突破的組織保障。如今，經過國防科技工業(yè)體制改革，形成了“從工信部到中國航天科技集團、中國航天科工集團、型號研究院、中科院部分研究所”的新體制，使航天科技的發(fā)展增添了更多活力。事實上，對于每個重大航天工程，除了上述“體制內”的人參與外，我國都會動用全國資源，開展大協作，在航天事業(yè)發(fā)展的各個時期，要求相關部門和地方政府給予支持和協助。

航天活動與國家重大戰(zhàn)略需要密不可分。中國航天事業(yè)起步時的“兩彈一星”主要目標是服務國防建設。如今，我國北斗導航系統(tǒng)、運載火箭、高性能衛(wèi)星、嫦娥登月、火星探測等不斷取得重大進展，這些成果源于國防建設、國計民生，乃至人類未來生存空間的發(fā)展等戰(zhàn)略需要，同時又發(fā)展了科技，帶動了經濟，改善了民生，為國防現代化建設作出了巨大貢獻。

四是穩(wěn)扎穩(wěn)打，科學有序。中國航天堅持穩(wěn)扎穩(wěn)打、重點突破，探索出了“探索―代、預研―代、研制一代、生產一代”的研制路線和創(chuàng)新途徑。探索一代著眼于長遠發(fā)展和新概念研究，預研一代注重解決阻礙航天發(fā)展的技術瓶頸和新技術研究，研制一代是指研發(fā)新產品，生產一代指形成產品并裝備/交付用戶。“四個一代”的路線和途徑科學有序推進，不但儲備了技術，也成功地實現了成果到產品轉換的跨越。

中國航天重大工程實施時，一般會分步實施。這一策略既由現有技術儲備和技術水平決定，也充分考慮了經濟承受能力。譬如，中國探月工程的實施分為“繞”“落”“回”三個階段，中國載人航天工程確定了“三步走”的戰(zhàn)略等。通過這種漸進式的策略，實踐、認識、再實踐、再認識，中國航天人更好地處理創(chuàng)新與研制風險控制的關系，進而掌握了航天技術內在的發(fā)展規(guī)律。

在長期的航天工程實踐中，中國航天人創(chuàng)造性地運用系統(tǒng)工程學，形成了“一個總體部、兩條指揮線”的組織體系。該體系以總體設計部為龍頭，負責抓總；兩條指揮線即總設計師和總指揮，分擔技術和指揮。“一部兩線”系統(tǒng)在航天工程項目中實現了航天技術與組織管理的一體化創(chuàng)新，有效配置了資源，提高了效率，對航天工程項目的順利實施提供了組織保障。

中國航天的愿景與展望

第一，既定工程，持續(xù)推進。北斗導航系統(tǒng)方面，把當前在軌衛(wèi)星管理好，對現有系統(tǒng)進行完善和優(yōu)化，深化北斗系統(tǒng)的全天空域綜合能力，進而發(fā)展天地一體化的時空基準網和導航信息服務網；載人航天方面，在未來一年半時間內，執(zhí)行好計劃中的實驗艙段和飛船發(fā)射任務；在2022年建成中國空間站，實現中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略中的最后一步；空間探測方面，按計劃依次實施嫦娥六號月球背面的南極采樣返回、嫦娥七號月球南極綜合探測，以及嫦娥八號關鍵技術月面實驗等任務，為我國未來“載人登月”和“建立月球基地”做前期鋪墊。做好“天問一號”環(huán)繞器在軌火星全球普查，以及“祝融號”巡視探測火星表面環(huán)境、地質、水資源等，以獲得火星探測的第一手數據；同時為下次火星探測器發(fā)射做前期籌備。

運載系統(tǒng)方面，加快我國新一代固液結合中型運載火箭長征六號甲、小型固體運載火箭長征十一號甲的研制工作，以及長征九號“大火箭”的前期論證；在可重復使用熱防護技術、航天器結構壽命跟蹤系統(tǒng)方面實現突破，推出可重復使用的實用型運載航天器。衛(wèi)星互聯網建設方面，盡快部署，積極推進，吸納民營資本，發(fā)揮航天的商業(yè)價值，通過發(fā)射一定數量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網，輻射全球，搶占空間資源，最終形成廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本，可向地面和空中終端提供寬帶互聯網接入等通信服務的新型網絡。

第二，認清差距，重點突破。我國在衛(wèi)星導航系統(tǒng)、載人航天與空間站、月球與火星登月等重大工程方面穩(wěn)步推進，重點突破，已取得了重大成就。同時我們也要清醒地認識到，在航天領域與美國仍然存在明顯差距。以運載火箭為例，上世紀冷戰(zhàn)期間，美國阿波羅登月計劃使用的土星五號重型運輸火箭，其運載力達百噸以上。2018年，美國推出的重型獵鷹號火箭的地球低軌運載力達到了63.8噸。2020年我國長征五號B火箭成功首飛，成為目前我國近地軌道運載能力最大的火箭，運載能力大于22噸。值得注意的是，美國重型獵鷹火箭已實現了一級段可回收再利用，航天火箭發(fā)射成本銳減，這也是我們需要加強的地方。只有客觀地認識到差距，才能找到短板，進而確定發(fā)展方向和策略。美國在航天領域的成功經驗值得借鑒，但中國國情有異，既不能完全照搬美國模式，也不搞軍備競賽，盲目跟隨。只有發(fā)揮自身優(yōu)勢，有所為有所不為，重點突破，穩(wěn)步推進，才能在新形勢下走出獨具特色的航天發(fā)展新路。事實上，我國確定的重大航天工程也都是基于自身國力，量力而行，并緊密結合國防、民生和社會經濟發(fā)展需求制定的。

第三，仰望星空，再展宏圖。早在2017年全國航空科學技術大會上，中國探月工程總設計師吳偉仁院士做了題為《中國航天發(fā)展與展望》的報告，陳述了中國航天強國建設的“三步走”路線圖：第一步，2020年左右，在空間站、月球與火星探測、北斗系統(tǒng)等方面重點突破，進入航天強國行列。第二步，2030年左右，實現百噸級重型運載火箭首飛、火星和近地小行星取樣返回，建成空間飛行器在軌服務與維護系統(tǒng)、天地一體化信息網絡，以及月球無人科研站的基本型，躋身世界航天強國前列。第三步，2050年，成功載人登陸火星并返回，建立月球科研開發(fā)基地，研制出可重復使用的天地往返運輸系統(tǒng)，航天器飛抵100億公里以外的外太空，成為世界航天發(fā)展的領跑者之一。該“三步走”路線圖已在業(yè)內形成共識，勾勒了中國航天發(fā)展的愿景，在此路線圖指引下，中國航天重大工程和計劃開始醞釀、規(guī)劃和部署。

第四，新的挑戰(zhàn)，新的機遇。近年來，由美國挑起的貿易戰(zhàn)和科技戰(zhàn)，以及新冠肺炎疫情持續(xù)蔓延，給復雜的國內外形勢增加了諸多不確定性，也給我國航天技術的發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)和機遇。一方面，國際空間資源爭奪變得白熱化。未來十年全球衛(wèi)星發(fā)射數量預計將超過兩千顆。而僅美國的私企SpaceX公司就提出了多達上千顆衛(wèi)星的組網計劃，空間軌道、位置、無線電頻段等已成為緊缺性戰(zhàn)略資源。2015年，美國通過了《外空資源探索與利用法》，鼓勵私企或個人對月球、小行星等進行商業(yè)開發(fā)，空間資源爭奪呈現出向月球、火星，乃至更遠的深空延伸的趨勢。2014年國務院印發(fā)《關于創(chuàng)新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》中提到“鼓勵民間資本投資寬帶接入網絡建設，參與民用空間基礎設施建設。”中國商業(yè)航天迅速成為一種發(fā)展潮流。另一方面，空間安全形勢日趨嚴峻。美國X-37B空天飛機可以在一小時之內到達全球任意地點，對包括空間航天器在內的目標實施打擊。同時，航天器空間殘片不斷增加，對在軌航天器運行構成了嚴重威脅，空間站每年為了躲避空間碎片撞擊，必須多次變軌。為此，中國航天科技集團積極開展空天飛機研究，以提高我國太空對抗的能力。此外，中國遨龍一號于2016年6月成功發(fā)射，該空間飛行器可巡航太空，防止失效的衛(wèi)星或衛(wèi)星碎片撞擊地表大都市，戰(zhàn)時也可作為太空威懾武器，直擊敵方的在軌航天器。

（作者為同濟大學航空航天與力學學院教授、博導，中科院衛(wèi)星型號總師蔣國偉研究員對此文亦有貢獻）

【參考文獻】

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⑤陳雄：《航天精神的新時代價值》，《紅旗文稿》，2020年第10期。

責編/常妍    美編/陳媛媛

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