中国科技2020|逆袭与抢滩 火星计划背后的中国太空野心

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2020年年终的中共中央经济工作会议上,中国政府为2021年发展重点部署八大任务。这场中共高层官员的工作会议,不仅将“强化国家战略科技力量”列为下一年经济发展首要任务,且坦言要通过举国体制优势发展高科技,“尽快解决一批‘卡脖子’问题”。显然,在高科技领域的全球竞争中,中国要提高自己的话语权。回看2020年,中国在探月工程,火星探测、卫星导航、载人深潜、量子研究、数据库技术替代、核聚变技术国际参与以及中微子实验和芯片制造等领域,均有亮眼表现或国家战略部署。这些领域的科技研究,对应着怎样的现实意义?中国的竞争优势和现实挑战格局如何?下一步的发展方向又在哪里?

2020年10月1日,中国国家航天局发布中国首次火星探测任务“天问一号”探测器飞行图像。(中国国家航天局)

“中国热切地希望证明自己有能力独自完成复杂的星际任务,而登陆火星是一项艰巨的成就,以前只有美国和苏联完成过。”这是西方媒体对于中国成功发生火星探测器“天问一号”之后,给出的评论。

中国前往火星的探测器——“天问一号”火星探测器,正在飞往遥远的火星的途中。根据计划,预计将在2021年2月份中国传统节日春节前后被火星捕获,2021年5月左右,即中共建党100周年前降落在火星。

“天问一号”的名称,取自公元前三世纪中国诗人屈原所创作的长诗《天问》,“寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技不断创新永无止境”。在好莱坞电影《火星救援》里,中国的国旗——“五星红旗”以破局者的形象出现。如果进展顺利,这一幕可能很快就会成为现实。

火星计划与进入爆发期的中国太空探索

中国首次自主发射的“天问一号”探测器,于2020年7月23日12时41分由长征五号遥四运载火箭从海南文昌航天发射场发射升空,成功送入预定轨道。根据计划,探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后到达火星附近,完成火星捕获后进入环火轨道,并择机展开着陆、巡视等火星科学探测任务。其既定目标是寻找当前和过去生命的证据,并评估行星的环境。

一次性完成“绕”、“落”、“巡”三大目标,通过火星卫星、火星着陆器、火星车联合探测火星。如果一切顺利实现,这将是全世界首次在一次任务当中完成这三个目标,意味着中国将创造人类火星探测史的新高度。

“天问一号”探测器太空之旅时间线:

——2020年7月23日中午12时41分15秒,在海南岛文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭成功发射,顺利进入地火转移轨道;

——2020年8月2日7时整,“天问一号”探测器3,000牛发动机开机工作20秒,完成第一次轨道中途修正;

——2020年8月28日10时08分,“天问一号”飞行路程达1亿公里,距离地球1,075万公里;

——2020年9月20日23时,在距离地球约1,900万公里处,“天问一号”火星探测器按计划实施地火转移轨道第二次中途修正控制;

——2020年10月9日23时,在中国首次火星探测任务飞行控制团队控制下,“天问一号”探测器主发动机工作480余秒,顺利完成深空机动;

——2020年10月28日22时,“天问一号”完成第三次轨道中途修正;

——2020年11月17日凌晨,“天问一号”飞行里程超过3亿公里;

——2020年12月14日21时,“天问一号”飞行里程约3.6亿公里,距离地球超过1亿公里,距离火星约1,200万公里。

——预计将在2021年2月份中国传统节日春节前后被火星捕获,2021年5月前后降落在火星。

实现人类到达火星,是中国太空计划中长远的目标之一。在火星探索上,目前只有美国、苏联、欧洲航天局和印度成功地将航天器送入火星轨道。但是中国很快就可能会成为第五个到达火星的国家和地区。

事实上,火星探测计划只是中国诸多太空探索计划中的一项。在经过50年追赶,中国的太空探索,在2020年后迎来爆发期。2020年12月17日,中国的返回式月球登陆器——嫦娥五号为中国带回月球的土壤样本,同时为中国载人登月打下基础。而作为对美国全球定位系统(GPS)的回应,中国自主建设了北斗卫星导航系统,已经在2020年完成全部组网卫星的发射,实现全球服务能力。

中国大型多舱段组合式空间站——“天宫号”的建设也在2020年进入最后阶段,目前“天宫号”空间站核心舱已经进入海南文昌航天发射场,准备择机发送。据悉,最晚将于2021年上半年发射升空。按照时间表,到2022年中国将在天空建立一个全面运行的空间站。一旦美国主导的国际空间站在2025年退役,中国的空间站将成为世界上唯一在轨的大型空间站。

中国科技2020议题系列稿件:

除此之外,中国太空计划还包括:2022年左右的“小行星探测”计划,2028年将火星样本带回地球的计划,以及2029年左右的木星探测任务;在2030年前后还有一次木星系及行星际穿越探测,即探测完木星和木卫4之后还要飞往更远的深空……从中国公布的各项航天产业文件可以看到,中国为未来几十年的太空探索制定了明确的目标,且正有条不紊地实施既定计划。

2017年3月,中国探月工程总指挥、总设计师顾问叶建培院士在中央电视台节目上在解释为什么中国想要登月时说道:“宇宙就是个海洋,月亮就是钓鱼岛,火星就是黄岩岛,我们现在能去我们不去,后人要怪我们。别人去了,别人占下来了,你再想去都去不了。”虽然中国的太空探索在时间上落后于世界,但已经开始实现逆袭与抢滩。

中国何以成为太空探索“头部玩家”

中国已然是太空探索领域的“头部玩家”,这应该是全球的共识。在太空探索领域,中国以后来者的身份,实现了诸多突破,逐渐成为太空探索领域的重要参与者,甚至未来可能成为主导者。那么,是什么让中国实现逆袭与超越,甚至开始抢滩呢?

前不久,一张泛黄的旧报纸走红中国网络。这张2005年的《科学发现报》一角写着:“国防科学工业委员会领导对外宣称,中国探月计划已进入实施阶段,3年内,一颗属于中国的卫星将开始绕月飞行;6年内,中国月球车将在月面软着陆;2020年之前,中国研制的机器人将把月壤样品采回地球。”

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12月17日凌晨,嫦娥五号顺利返程,带回从月球采集的约2公斤土壤。至此,中国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成,15年前立下的“探月Flag”全部实现。回望当年世界各国公布的探月计划,或失败、或夭折、或延期,只有中国将一张蓝图绘到了底,如期精准完成了“三步走”中的每一步。中国的太空探索的成功绝不是偶然,这背后是中国的整体崛起,这是相辅相成的过程。按照既定目标,持续不断投入和实施,这是中国在太空探索领域成功关键因素之一。

其次,独立自主、自力更生的路径,以及集中力量办大事的制度优势,也是中国太空探索能够逐渐后来居上的关键因素。由于太空探索的战略和军事意义,中国的太空探索从一开始就遭受美国和其他太空国家的技术封锁。在这种特殊的战略环境下,中国的航天只能自力更生,采用跟随策略,不受外界的竞争和干扰,低成本、高质量地在中国的科学技术和工业基础上实现成长,最终实现今天的逆袭和突破。

当然,中国太空探索领域的突破,也反哺推动了各领域高科技产业的发展。通过航天技术成果的二次开发和转化应用,支撑和带动新材料、智能制造、电子信息等相关领域发展。可以说,今天的中国在太空领域取得的一系列成就,不但彰显了航天大国的地位与作用,也为自己在太空领域争取到了应有的话语权。

未来几十年,伴随着中国经济和综合国力的跨越,中国的天空探索从逆袭到超越也非没有可能。包括美国在内的先进西方国家,一直就是中国努力超越的目标。

美国奥本大学(Auburn University)研究中国太空计划的专家南拉塔·戈斯瓦米(Namrata Goswami)表示,在地球上,美国和中国已经是对手,在太空领域,两国也是主要的竞争者,目的是确定“谁将能够获得太空的巨大资源,确保贸易路线的安全,并制定太空贸易的规则”。她认为,中国“最有可能获胜”,这要归功于有条不紊的计划,为未来几十年制定了明确的目标。

全球星际争霸 中美谁更胜一筹

1957年,苏联第一颗人造卫星开创了人类征服太空的时代。1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林(Yuri Gagarin)乘坐东方一号飞船进行了人类首次太空飞行。同年5月5日,美国航天员谢泼德(Alan Shepard)乘坐“自由7号”宇宙飞船,在太空停留了15分钟,成为人类历史上第二个太空人。面对世界“两强”在太空领域取得的成就,当时的中共领导人毛泽东为之震惊,他问道:“我们怎么能算是强国呢?我们甚至无法把一颗土豆送上太空。”

邓小平曾说:“如果六十年代以来中国没有原子弹、氢弹,没有发射卫星,中国就不能叫有重要影响的大国,就没有现在这样的国际地位。”那么在21世纪,太空领域的探索就是与之类似的实力代表。“中共想要向世界证明,他们在美国主导的太空秩序之外另辟了一条真正的路。”《纽约时报》说。

华盛顿大学空间政策研究所创始人约翰·洛格斯登(John Logsdon)曾说, “中国将太空实力作为全球领导地位的一个标志”。美国生活科技杂志《Popular Science》的一篇文章也曾撰文写道,“在一个与国家实力相挂钩的领域内,它赋予了中国足够的底气。”

事实上,华盛顿早已感受到来自中国的威胁。2016年,美国专家们在众议院空间科学小组委员会的一次听证会上,讨论“我们在太空竞赛中输给中国了吗?”这一话题,认为美国在该领域有“黯然失色”的风险。2017年12月,美国总统特朗普(Donald Trump)签署了一项太空政策指令,概述了载人登陆月球和火星的计划,并开始准备一支新的太空部队,以“对抗”中国。

特朗普希望建立一支“太空军”,并加速美国宇航局(NASA)重返月球的时间表。相比美国原本拟定的2028年登月计划,特朗普现在希望美国在2024年前重返月球。这个时间比中国计划的2025年早一年。NASA还于2020年7月17日发射毅力号火星车(Perseverance Rover)。发射时间与中国的火星探测计划“天问一号”几乎同步。毅力号火星车将在太空中旅行5个月,2021年2月份抵达火星,时间上早于中国的“天问一号”探测器。

“我不担心中国一下子超越美国”,美国智囊机构战略与国际研究中心(Center for Strategic and International Studies)主任詹姆斯·刘易斯(James Lewis)说,“我担心的是美国掉以轻心,等清醒过来的时候,中国的太空地位已经大幅提升。”《华尔街日报》一篇题为《中国在太空寻求主导》的报道称,在太空领域,美国曾经“至高无上”的地位正受到挑战。

未来几十年,中国航空产业的发展极有可能会导致全球太空伙伴关系出现重大调整。冷战时期的美苏太空竞赛足以说明,太空中的实力展示往往能影响到地缘政治上的互动。中国技术政策方面的专家、德国哥廷根大学客座教授克罗利考斯基(Alanna Krolikowski)就指出,这种局面“将为众多国家提供发展新伙伴关系的机会,来保持活跃的太空探索。”中国太空探索领域的成长,也为其他国家除与美国合作之外提供了另一个选项。

华盛顿著名智库传统基金会(The Heritage Foundation)研究中国太空能力的专家迪恩·程(Dean Cheng)说,“这是一场具有高度战略意义的竞争。”太空项目被视为国家实力和威望的象征,全球已有多个国家出炉了太空战略规划,争夺太空话语权已成为各国战略竞争的重要方面。一如中美正在进行的贸易战,中美将在太空探索领域擦出怎样的火花,可能只有等待时间来证明。

当然,除了美国、中国备受瞩目的太空志向外,还有一些国家和地区业已在行动,全球太空之争似乎正在形成风起云涌之势。

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