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專訪吳季:十年後,中國將成為航天強國

精彩觀點:

1、未來 10-20 年,深空探測將成為航天大國角逐的重要戰場。

2、我不太喜歡太空競賽這個詞,太強調政治性了,這就像打仗一樣了,你打我一拳,我打你一下,看誰打得過誰,誰飛得更高。

3、中國深空探測發展不是為了跟誰競賽,而是按照我們自己計劃一步一步走。

4、中國的航天從跟隨到慢慢有自己的貢獻,開始並跑了,但還沒有實現引領。

5、中國是航天大國,但還不是航天強國,需要 70% 的指標都比別人好,那真是強國了。

6、現在,中國逐漸走到了世界空間科學舞臺的中央,2000 年的時候我們還在邊緣。

7、中國空間科學正處在一個非常好的時代,青年科學家可以提出自己的計劃。

8、火星取樣返回還是需要慎重,因為火星上可能有生命,採回來可能對地球有威脅。

9、如果星艦交給 NASA 去研製,20 年都不一定研製的出來,但馬斯克 5 年就可以研製出來,就是通過市場驅動和應用驅動的方式,縮短了研製流程。

10、中國的商業航天必須要找到創新,找到市場,太空旅遊就是很很大的一個市場。

他是誰?

中國空間科學學會理事長、國際宇航科學院院士、中國科學院國家空間科學中心原主任吳季。曾任中國科學院國家空間科學中心主任、”嫦娥一號、三號”探測器有效載荷總指揮、中俄聯合探測火星計劃“螢火一號”工程科學應用首席科學家、“地球空間雙星探測計劃”應用系統總設計師。

正文:

被 NASA 稱之為“史上最偉大的火箭科學家”沃納・馮・布勞恩曾說過:“人類必定要探索宇宙,儘管只是為了更加珍惜現有的世界。”

五十年後,中國航天科學家吳季說:“未來可能毀滅地球的人,絕不會是那些到過月球的人。”為了讓人類早日走出“地球搖籃”,探索太空,吳季先後撰寫了兩本月球主題的科幻小說《月球旅店》、《月球峰會》以及科普類航天讀物《太空旅遊》。

不同於單純超現實的科幻小說,吳季的月球主題小說系列充滿了專業技術知識,用科幻作家韓鬆的話來說“(《月球旅店》)彷彿是一本月球載人飛行工程手冊”。這是因為吳季不僅是位科幻作家,還是一名科研工作者。

他負責推動的“地球空間雙星計劃”是中國首個以探索空間科學為目標的科學衛星計劃,在此之前,中國的空間科學幾乎是一片空白,中國也沒有真正意義上的科學衛星計劃。

“那時候,空間天文用的是別人的資料,空間物理用的也是別人的資料,我們甚至還不能研製自己的科學儀器,‘雙星計劃’有一半的科學儀器都來自歐洲,人家捐贈給我們的。”吳季回想道。

當然,作為“雙星計劃”應用系統總指揮兼總師,吳季當時面臨著很大的壓力,也經歷了一些波折,但隨著專案的向前推動,獲取了大量可靠的科學資料和突破性研究發現。該計劃也獲得了“國家科學技術進步獎一等獎”以及國際宇航科學院“2010 年度傑出團隊成就獎”。

吳季也在隨後幾年先後擔任了中國科學院國家空間科學中心主任、空間科學先導專項負責人,領銜了中國空間科學的總體規劃。

“‘雙星計劃’打完之後,我們有十年沒有科學衛星。”吳季提到,“長期以來的重技術、輕科學的態度造成了我國既是航天大國,又是空間科學小國的尷尬現狀。”

作為曾經的我國空間科學研究的總規劃師,吳季意識到了這些問題,便開始空間科學前瞻性的佈局和規劃。吳季組織並推動了世界最先進的暗物質粒子探測衛星“悟空”號發射。

在“悟空”號發射之後,《自然》雜誌刊文指出,“這是中國接下來一系列專注於科學發現的太空任務的第一棒,代表著中國空間科學時代的開始”。

緊接著,吳季還推動了國際上第一顆量子科學試驗衛星“墨子號、“實踐十號”等科學衛星計劃,使得我國空間科學從配角逐漸成為主角。

“(經過十年的發展)我們說中國逐漸從邊緣走向了世界空間科學舞臺的中央。”吳季表示,“我們在一流期刊上發表的空間科學論文逐年上升,空間科學領域的大會也邀請了中國科學家做報告,這些以前根本沒有過,這還是有很大的變化的。”

不過,吳季認為中國現在屬於航天大國行業,但還不算是強國,需要 70% 以上的指標都比別人好時,中國才能稱得上航天強國。

“再有個十年吧!”吳季認為,十年後中國會成為航天強國。

十年後,中國將成為航天強國

《逐夢星空》:今年中國有“天問一號”,又有天和核心艙,大家感覺這兩年中國航天事業在飛速發展,而且每個幾乎都是里程碑的事件,為什麼這兩年中國航天會取得這樣的成就呢?

吳季:因為整個國家都在發展,航天作為其中一個領域,同樣也是發展很快。但這些專案我們早就佈局了,“嫦娥”已經佈局了好多年,2004 年就啟動了“嫦娥探月計劃”。《科技導報》邀請我寫過一篇文章,對“十四五”規劃展望 —— 深空探測。在文章裡我提到一個觀點:深空探測具有政治性,它比一般的科學任務政治性更強,因為它要去別人沒去過的地方。

比如說到月球背面,月球背面不止科學上有收穫,中國人去了沒人沒去過地方,感覺國家實力強了。

為什麼“阿波羅計劃”當時競爭那麼厲害?美蘇的太空競賽以“阿波羅計劃”登月而告終了。中國做深空探測計劃也要關注對中華民族的激勵,對青年人的教育,是中華民族偉大復興的一個指標,所以它的政治性很強,它比一般的科學專案還多了這麼一點。

《逐夢星空》:關於國際上,各國在太空方面的競爭,您是如何看的?

吳季:我不太喜歡太空競賽(這個詞),太強調政治性了,這就像打仗一樣了,你打我一拳,我打你一下,看誰打得過誰,誰飛得更高。當時美蘇耗費了大量的資金去爭第一。我們中國深空探測發展不是為了跟誰競賽。為什麼我們現在一步一步走這麼好?我們沒受干擾。

《逐夢星空》:沒受干擾是指什麼?

吳季:我們有“三步走”。即使你不做我們也要做,這是我們自己的計劃。按照自己計劃一步一步走,不參賽。我們是為中華民族復興,不是跟誰競爭,不是跟俄羅斯競爭,也不是跟美國競爭,也不是跟印度,我們就是按照自己規劃的步驟一步一步往前走。自然而然小步快跑,它是自然的一個結果。我們真不是想參加(競爭),(這)不是我的觀點,是整個中國航天的觀點。

其實中國航天佈局是一步一步按照自己(的規劃來),中國人一定要走出去的,中國人不會不走出去的。那麼即使到了第一,即使沒有了競爭對手,我們也會往前一步一步走。

《逐夢星空》:那中國的航天現在已經從跟隨實現引領了嗎?還是說部分的引領?

吳季:沒有。

《逐夢星空》:部分引領也沒到?

吳季:不能說引領,我們慢慢開始做自己的貢獻了,並跑了。剛才講到為什麼有這麼多新的發現?其實是我們早已經在佈局,然後一步一步的在走。國家的投入現在越來越多,所以這些專案也就逐漸都有了進展。“十三五”是個節點,“十三五”前期佈局的事兒,都是要(按期)交賬的,陸陸續續都結束了,下一個節點又要 4-5 年。

《逐夢星空》:您曾經說過深空探測可能是未來航天大國的一個角逐的主戰場。

吳季:對,編輯願意用這句話,我也同意。只要我們在往前走,他們也一定在往前走。特別像美國,可能會更當一回事,因為原來美國就在老大的位置上,突然有人慢慢追上,他們就害怕得不得了。

但不是隻是航天領域或者科技領域,它是整個國家實力在轉變。慢慢他們會接受的,我們會共同推動人類科學發現的進展,現在美國還有點不適應。

最近剛看到新聞,NASA 的局長拿著我們第一張火星的照片去找國會要錢去了,說“要如果不再投入的話,中國人要趕過我們了”。

所以如果有人把其描述為大國在競爭或者在追逐、角逐的一個戰場,就這麼描述吧!但是從中國來講,不是為了和他們競爭,確實是中華民族復興需要這些指標性的東西。

我們也是人類的一部分,占人類的 1/5 人口,我們是第二大經濟體,不能只用別人創造的知識,我們不能不給人類創造知識,所以這就是很自然的一件事,我認為應該從這個角度去看。

《逐夢星空》:您也說過中國其實是航天大國,但不是航天強國,那從航天大國到航天強國,中國需要彌補一些什麼?

吳季:比如說我們發射系統,運載火箭現在還不是最大的。我們剛剛做出來“長征 5 號”,“長征 5 號”可以把 8 噸重的載荷打到月球上去,但是當時“阿波羅計劃”的時候把 45 噸的東西打到月球上去了。

目前馬斯克做的“獵鷹 9 號”重型火箭大概是 20 多噸,它比“長征 5 號”還要大。“長征 5 號”還要做“長征”重型火箭,我們還在大國的行列裡,但是在大國的行列裡還不算強國,需要是 70% 的指標都比別人好,那真是強國了。

它有個過程,再有個十年吧!

《逐夢星空》:十年中國會成為航天強國?

吳季:應該的,到 2030 年以後我們很多事情都可能會在第一位了。衛星研製的能力現在逐漸的轉為全部自主的元器件了,包括航天用的計算機的生產能力,抗輻射計算機能力,還有一些關鍵的儀器,現在逐漸都自己做了。

當你還需要從別人那兒買的時候不能算強國,可以算是大國。

空間科學,中國已走向舞臺中央

《逐夢星空》:今明兩年中國的航天專案有很多,比如天問落火、載人飛船、貨運飛船等等,您最關注的是哪個專案啊?

吳季:我還是比較關注空間站和火星。我自己離科學研究更靠近一點,空間站建好之後會做大量的科學研究。

未來可能會有 70 噸的科學儀器裝置要陸陸續續送上去。建設空間站主要是為了科學研究,不是導航,也不是通訊,不是做業務性觀測,也不是做業務性的通訊中轉站,而是做科學研究的平臺。

《逐夢星空》:您曾經呼籲對空間科學方面有更多的投入。

吳季:對,在 2000 年之前,中國沒有真正的科學衛星,(於是)2001 年立項了科學衛星計劃:“地球空間雙星計劃”,當時我是負責人,在推動這件事。

這件事後來正好中國發了第一個航天白皮書《中國的航天》。當時中國的航天局成立了,就把空間科學、空間技術、空間應用作為我們國家航天三大領域之一,但是先說的空間技術,再說空間應用,最後說的空間科學。不過,到底還是將空間科學排進去了,所以就批了空間科學計劃,批了“雙星計劃”。

“雙星計劃”是以科學產出為目的的,因為是個科學衛星,所以特別容易做國際合作。

《逐夢星空》:在推進過程中會有遇到一些困難嗎?

吳季:媒體一採訪,中央臺也總問“這有什麼用?雙星有什麼用?”它有時候真是沒用。它不是用來通訊、觀測水災什麼的,而是為了探索地球周圍環境的知識,就是了解地球周圍環境的。如果非要說有什麼用,那就是了解清楚之後,我們的空間基礎設施,如正在執行的衛星可能就會少失誤,少出故障。

(我們需要)首先要把機理搞清楚,太陽什麼時候爆發,地球空間怎麼響應,把這些機理搞清楚。從第一顆人造衛星上天人類就在探測地球空間,畫出來磁層,後面拖個尾巴,前面是個圓頂,然後兩級還有兩個窩,中間還有輻射帶,磁場的分佈是一個磁層,是一個很奇怪的形狀。那中國人能不參與這個研究嗎?

我們當時一直都用的是外國人的資料,中國也有科學家,(但)用的都是外國人的資料,沒有自己的資料。

《逐夢星空》:當時推進專案的時候頂的壓力大嗎?

吳季:大呀,要說服很多人也很重要,因為中國的航天應該有這部分。我們在窮的時候主要把錢先用在應用衛星上,先用在國防上,這可以理解。但是那時候已經開始科教興國,已經開始講科學和教育,我們要加強科學教育方面的投入了,那時候國家有點錢了,到空間去做研究是一個重要的領域;它第二個作用就是帶動空間技術的發展,雖然當時經歷了(一些波折)。但“雙星計劃”打完了,我們有十年又沒有科學衛星了。

《逐夢星空》:2000 年的時候您提空間科學理念,那時候中國的空間科學跟國外相比是一個什麼樣的水平?十年之後,或者是二十年之後,又出現了怎樣的變化?

吳季:我們有個說法:是說(中國)逐漸的走到了世界空間科學舞臺的中央,那時候(2000 年時)我們在邊緣,用的都是別人的資料。

2000 年。主要的領域是空間物理和空間天文,空間天文用的也是別人的資料,空間物理用的也是別人的資料,我們還不能研製自己的科學儀器,我們沒有計劃,也沒有需求去研製,所以“雙星計劃”有一半的科學儀器都是來自於歐洲的,人家就捐贈給我們。

相當於搭載在我們(衛星上),我們做了一半兒,每個衛星上有 8 個儀器,有 4 個是是歐洲提供的,有 4 個是自己做的,最好的儀器都是歐洲提供的,我們做儀器都是相對簡單的儀器。那時候我們的水平就這個水平,但已經往前走了一步了。

現在我們的科學衛星基本上都是自己的儀器,(雖然)也有國外的參與,但是不是我們做不出來,而是因為我們要擴大儀器的,現在應該說大部分都可以做出來。

然後中國發表的論文也是逐年在上升的,在一流的期刊上發表空間科學論文研究也是,特別是用了自己的資料以後。

現在也邀請我們的科學家到國外參加空間科學領域的會,已經很多會邀請我們做主持人,一般的大會都要邀請中國的科學家去做大會報告,這些以前根本沒有過,以前我們都是配角。還是有很大變化。

《逐夢星空》:那空間科學現在如果說做個排名的話,美國還是在第一位嗎?

吳季:對,他們投入還是最多的。然後可能是歐洲,然後中國。不是從論文來講,我是從總體綜合實力來講,從投入上來講,美國比我們還是要多 10 倍甚至,在空間科學領域多出 10 倍錢。

《逐夢星空》:您也提到了空間科學現在處於一個最好的發展時代,您當時提出“最好”是一個什麼概念?

吳季:一個非常好的時代,我們在往前走,逐漸在發展。我經常對青年科學家講“你們遇到了一個最好的時代,和我們那時候不一樣了,和 10 年前、20 年前不一樣了。”現在應該說我們青年科學家能提自己的計劃了,有些首席(科學家)都很年輕,30 多歲、40 多歲,他們真能有自己的衛星了,都是首席科學家,計劃、想法就是他們提的,然後國家投入,把他的想法實現,這是夢寐以求的,在國外的首席科學家,能有一個自己的衛星都是非常光榮的一件事,奠定了今後幾十年的研究基礎。

深空探測,未來我們將向木星發展

《逐夢星空》:按照規劃 2030 年中國會在火星上取樣返回?

吳季:現在策劃是在 2030 年前做一次取樣返回,現在還都沒立項,但是取樣返回我個人認為還是要挺慎重的一件事。

《逐夢星空》:為什麼?

吳季:因為火星上有可能還是有生命的。歐空局“ExoMars”(落火計劃)推遲了。它本來要跟著去年(2020 年)7 月視窗一起去的,這個視窗本來有四個計劃,結果歐空局和俄羅斯合作的計劃推遲兩年,改到 2022 年 8 月份了。如果是 2020 年發射,今年就應該落下去,落下去後它有個鑽,能鑽到兩米深,而且它選擇可能有水的地方落,如果鑽到 2 米深,火星下面就是室溫了,那又有室溫又有水,就可能有生命了。如果取樣把這樣的東西採回來,那就有可能對地球有威脅。

《逐夢星空》:外星人?

吳季:不是外星人,也許就像新冠病毒似的病毒,可能帶回來會很容易擴散,因為地球上又有室溫,又有水,地球環境太溫暖了,而且可能是落在著陸場,一個密封罐兒裡,但搞不好萬一撞了一個什麼東西,或者出現質物落在海里了呢?落在海里以後正好那東西又破碎了。

《逐夢星空》:那後果不堪設想。

吳季:所以在行星保護裡面這是最高階的一種保護,叫第五級保護,就是反向汙染。地外的生命對於地球反向的汙染就是取樣返回。現在大家對月球放心,月球沒有(生命體)。

《逐夢星空》:中國在深空探測方面的規劃?

吳季:深空探測規劃除了取樣返回。我們還要去更遠的,比如去木星,木星是個氣體行星,木星那麼大,但它氣體都跑不出去。木星落不上去的,但是木星的衛星是可以落上去的,是可以探測的,我們現在也在策劃探測木星衛星。

深空探測我們要向木星發展。

《逐夢星空》:技術上有可能實現嗎?

吳季:可以。

《逐夢星空》:您剛才說航天技術應用,我也看到您曾經說過航天技術其實已經發展得很好了,但是它應用到人類的一些發展(上)您感覺還有欠缺,為什麼這樣說呢?或者是如何去解決這樣一個問題?

吳季:航天技術跟電子、AI 不太一樣。航天技術是一個系統性的,大工程型的,它一定要有衛星、有飛船什麼,它要突破大氣層。

所以航天技術如果把應用分成兩類,一類是空地經濟,就是從天上的衛星為地面上的人服務,就是應用在改善地面人的通訊、導航、遙感,什麼災害監測這些,這些就屬於空地經濟。空地經濟到目前為止,是航天發展 60 多年來一直在做的事,為什麼在做?因為大部分都是政府航天,政府航天用的都是納稅人的錢,所以你要反饋給納稅人做公益事業,然後有些就變成商業化了。空地經濟大部分是公益性的,而且 60 年來已經發展的相當飽和了。

還有一類完全沒有發展起來,就是空空經濟。航天技術最大的領域實際上在天上還沒用,就是衛星為衛星服務,飛船為飛船服務,衛星為上去的人服務,上去的人需要的東西,吃喝拉撒睡,包括宇航服,然後在天上就可以 3D 列印,你需要什麼東西,我馬上就給你列印一個出來;從地球飛到月球,燃料不夠了,在天上加註;月球旅店、太空旅遊以及為太空旅遊服務的所有設施,都是空空經濟。

新航天,一定要考慮太空旅遊

《逐夢星空》:您曾經說商業航天一定要考慮到太空旅遊。

吳季:因為這是空空經濟的新市場,現在大家都在想怎麼給政府弄城市規劃,這個市場基本上飽和了,就還有點邊邊角角,這不是商業航天最主要的戰場,為什麼呢?政府也在幹這個事,只是沒顧上。但是太空旅遊政府不會幹的,政府怎麼會拿納稅人的錢去搞太空旅遊,那就是公司,那就是政府支援成立公司,那是純商業性的。那麼大一個市場不要忘了,那就是空空經濟。

《逐夢星空》:SpaceX 技術確實是比較先進的?

吳季:技術是可以。包括試錯,完全採用了新航天的研製方式。如果星艦交給 NASA 去研製,20 年都不一定研製的出來,但是他可能 5 年就可以研製出來,馬斯克就是通過不斷地去試錯,獲得了大量的資訊,這是新航天的研製辦法,就是市場驅動和應用驅動、目標驅動研製的辦法,大大縮短了研製流程。但是我沒看到一個空空經濟的市場健康發展起來。

所以我覺得唯一能看好的就是藍色起源和維珍銀河。太空旅遊就是實現航班化,它收的票錢可以覆蓋它的成本,這就形成一個完整的生態,這是我們夢寐以求的商業航天的良性發展空間。

《逐夢星空》:所以您對 SpaceX 技術是肯定的,但是對它的運營模式可能不太(認可)?

吳季:SpaceX 是個人英雄主義,還摻雜了政治因素。火星移民我覺得不太可能,太噱頭了。如果做太空旅遊,一定是先近地,然後再到月球,馬斯克他也要做,他不會不做的。其實他現在近地軌道就可以做,龍飛船,只不過沒賣票,他用“獵鷹 9 號”把龍飛船打上去,然後圍著地球轉,轉兩天都行,只不過他那個艙比較小,你看太空旅遊現在不是技術問題,現在馬上就可以,這個就在眼前。

我們中國還沒有,政府根本就沒有關注到這個領域。今年兩會提案我還提了太空旅遊。

《逐夢星空》:我也看到了您提案裡指出了商業航天的一些問題,這些問題有解嗎?

吳季:有解,就是政府要給政策,要公開的支援商業航天。

《逐夢星空》:您感覺中國現在實現太空旅遊技術難度大嗎?

吳季:已經有人在做了。

《逐夢星空》:那您認為月球旅行大概什麼時候就可以實現?

吳季:對美國來講,現在馬斯克就在做,賣票了,只是不落月。不落月很容易,中國空間站“天和”也可以做到。空間加註現在是我們國家需要解決的一個關鍵技術,一旦解決的話問題,就可以很快實現,技術上沒什麼困難。

《逐夢星空》:也就是說技術沒問題,說到底還是成本問題。

吳季:成本問題,但是你不把市場開發出來的話,價格永遠降不到臨界點之下,一低於臨界點就會形成滾動。

可以先把空空經濟建立起來,有人去了以後就得有人吃飯,有人用水,就得從月壤裡面提取水,從月壤裡面蓋房子,從月壤裡面提取燃料加註、發電等,這都是空空經濟。這是未來商業,這是未來航天技術的一個很大的領域,潛在的領域。

《逐夢星空》:您認為中國的商業航天現在是一個怎樣的階段?

吳季:現在其實遇到點困難。有些要關閉了,撤資了,投資商也沒有那麼多的認識,所以我這兩年一直在呼籲大家有一個新認識:新航天,要關注市場,要找到新的市場應用方向。有些投資商一看,這是風口,豬都能飛起來,就往裡投。第一波熱潮剛過,現在在冷卻思考的階段,投資商也慢慢在集中。

《逐夢星空》:那您感覺像您剛剛提到的,必須得找到市場,必須有創新,那您定義的找到的市場是什麼樣的市場呢?或者您有什麼建議嗎?

吳季:我的意見就是大家都應該關注太空旅遊,和太空旅遊相關的。