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自主创新的“嫦娥1号”:装备制造业的新天空
www.chinaequip.gov.cn 2008-02-27 来源:国家重大技术装备协调办公室  

 

全球新一波探月热潮

    “嫦娥1号”飞上天,对于中国是一件大事,但对于世界来说,只是近年新一波探测月球热潮中值得关注的事情之一。例如,在此之前40天的2007年9月14日,中国的邻国日本已经成功发射了“辉夜姬(月亮女神)”绕月卫星。

    1950年代至1970年代,美国和苏联在冷战背景下开展了大规模的探月活动。自48年前苏联“月球1号”探测器掠月而过,全世界迄今已进行了123次月球探测活动,今天在月球轨道上工作的无人驾驶探测器有40多个,留在了月球表面上的探测器有30多个,迄今有12名航天员登陆月球。现在,人类重新审视探月活动,21世纪伊始,美国、俄国、欧盟、日本、印度等不约而同地启动了月球探测计划,掀起了新一轮月球探测高潮。

    1964年,美国的“徘徊者7号”月球探测器成功在月球上硬着陆。1969年7月,美国“阿波罗11号”月球探测器成功地将航天员阿姆斯特朗和奥尔德林送上月球,并安全返回地球。2004年,美国总统小布什提出“新太空探索计划”,规划美国未来30年必须达到航天员去探测地球以外的太阳系行星等目标。2006年,美国航空航天局(NASA)公布了“全球探索战略”和“月球基地计划”的初步构想,计划航天员在2020年可在月球基地一次停留6个月之久。迄今,美国航天探测器几乎绕访了太阳系所有行星。

    1959年9月14日,苏联的无人登月器“月球2号”成为第一个到达月球的人造物体。苏联先后开展了29次探月活动,并取得了辉煌的成就。进入21世纪后,俄罗斯重新开启探月旅程,宣布在2025年前将宇航员送上月球。

    中国的探月计划于2004年1月正式立项,称为“嫦娥工程”。2006年2月,《国家中长期科学技术发展规划纲要(2006-2020年)》正式将绕月工程列为重大专项工程之一。探月工程二期预计在2012年发射登陆月球的探测器。

    2003年9月27日,欧盟第一个月球探测器“智能1号”成功升空(1996年启动该项目),并在2006年9月,按预定计划成功撞击月球表面。欧盟计划在2020年实现载人登月,同时完成月球基地建设。德国正积极筹划月球探测任务,最快2013年就能发射执行任务的无人宇宙飞船。欧洲国家当中英国和意大利也有发射无人宇宙飞船探测月球的计划,英国计划在2010年发射首枚自制探测器上月球。

    1990年代,日本第一个月球探测器“缪斯A”科学卫星进入太空,成为世界第3个探测月球的国家。1999年日本推出“辉夜姬”探月计划。这是自美国启动“阿波罗计划”以来世界最大的探月项目,共投资约2.4亿美元。“辉夜姬”肩负探索月球和地球的起源、观测月球的大气环境和借月球观测外太空的任务,这些探测活动比之前人类的历次探月活动都要细致。在“辉夜姬”发射之后,日本还计划在2015年实现发射可登陆月球的无人探测器,并争取在月球建立探测基地。

    2001年,印度计划进行载人航天飞行和探月,将在2008年上半年发射“月球首航1号”无人绕月探测器,争取2020年实现载人登月。印度这几年在航天领域加大投入,并且喊出了“超中赶美”的口号。 

    为什么探月

    美苏争霸后,探月活动一度降温,可全世界现在又兴起了新一波探月热潮,为什么呢?

    美国航空航天局约翰逊太空中心月球与行星勘测办公室主任门德尔(Wendell Mendell)告诉记者:“在2003年‘哥伦比亚’航天飞机爆炸的悲剧发生之后,美国国会进行了一系列的听证和调查,他们的问题之一就是:为什么我们一定要进行载人航天飞行计划?经过反复讨论,我们认为,载人航天计划能激发年轻一代的灵感,促进我们国家和社会的科技进步。”

    欧洲航天局(ESA)和欧洲航天研究与技术中心(ESTEC)的“智能1号”项目科学家弗因(Bernard H. Foing)说:“月球是人类的第8大陆,是人类的共同财产,是人类未来的一个组成部分,月球在未来有可能成为人类的第二个家园。探索月球自然是人类共同的事业。我们可以在月球了解如何在地球以外的世界生存,为进入太阳系更远的地方做准备。探索月球的另一个吸引人之处在于开发月球资源和观测月球上的物体。”欧洲航天局发言人认为,登月竞赛的目的很大程度上是在月球建立永久基地。

    中国“嫦娥工程”首席科学家欧阳自远院士说:“如果等到别人都已找到月球资源利用的方法,我们再启动探月计划,就太晚了。第一轮探测我们没有赶上,新一轮探测热潮中,中国决不能落后。”

    欧阳自远表示:美国“阿波罗登月计划”不但带动了美国科技、经济、军事等的发展,今天美国民用和国防工业的许多关键技术,都直接来自于对阿波罗技术的消化、优化和二次开发。“阿波罗登月计划”使美国建立和完善了庞大的航天工业体系,还衍生出了3000多种技术成果,很多都直接或间接转化为生产力,可应用在人们的日常生活和整个工业生产体系的各个方面,支撑起整个美国10余年的经济和技术的高速发展。不仅使美国在科学技术上领先,在政治、经济上的地位也发生了巨大变化。据美国人测算,阿波罗计划投入与产出比是1:14,探月工程所实现的真正价值远远高于探月工程本身。

    自主创新的“嫦娥1号”

    当记者提到:“2003年,‘神舟5号’飞船发射成功后,外电评论说过去10年指导中国航天的是谨慎但有效的稳步前进的设计与试验理念,中国航天计划采用的是可靠、成熟和花钱不多的技术。”

    欧阳自远表示:虽然我们可以借鉴他国探月的成果,但很多科学技术还得靠自己去研发。“嫦娥工程”中有许多技术与尝试是开创性的。我们有自己的优势,那就是我们的发展速度总是让人很吃惊。

    “嫦娥1号”飞天意义深远。据“嫦娥工程”专家介绍,绕月探测工程首次飞行任务中的关键技术和难点有5个:轨道设计、测控通信和控制、三体定向、月球环境适应性设计、科学数据的定标和反演。“嫦娥工程”总设计师孙家栋告诉记者:“我们没有重复别人的老路,而是实现了跨越。嫦娥一号卫星将首次绘制月球三维全图,探测的元素中有9种是国际上从未公布的……”

    “过去我们的航天活动都是围绕地球做文章,月球探测拉开了中国深空探测的帷幕。” 以月球探测为起步的深空探测工程,集成了大量的高精尖技术成果,已被公认为一个国家技术水平和综合实力的重要标志。月球探测工程将填补中国在深空探测方面的空白,表现出强大的科技带动效应,从诸多领域促进中国的科技创新能力,催生一大批科技成果并应用到国民经济的各个领域。例如,在实施“嫦娥工程”的时间里,中国现有的运载火箭能力、卫星技术等已经形成了有效的整合和推动。随着科学探测的成功实施,必将有力带动多门学科、科研能力的进步,为未来的发展奠定坚实的基础。

    “嫦娥工程”中需要突破远距离数据传输、人工智能、自动化加工、空间核电源等一系列关键新技术。中国航天工作者不断进行自主创新,攻克了一个个技术难关。例如,中国才搞了40年的航天测控,就实现了“飞向太空、返回地面、同步定点、飞船回收、多星管理”5大历史性跨越,掌握了轨道维持、多星组网、多星共位、返回轨道精密控制和返回落点精确预报等核心技术。

    弗因和门德尔对参加“辉夜姬”项目的日本科技团队赞赏有加,称他们是“完美的、富有献身精神、同心协力、才华出众”。孙家栋说:“通过探月,培养一支出色的队伍,这是中国航天事业未来的希望之所在。”中国参加“嫦娥工程”队伍也是非常优秀的:“嫦娥1号”只花了3年多时间,14亿元人民币的投入。“嫦娥工程”立项后,数千人投入到研制大军,其中中层以上骨干的平均年龄仅35岁左右。    

    理性看待中国航天

    中国目前已拥有了具有国际先进水平的长征系列火箭,发展了通信、气象、对地观测、定位导航、科学实践、返回式、小卫星等7大系列应用卫星,发射了4艘无人飞船和两艘载人飞船,将3名航天员送上了太空。当人们都在为“嫦娥1号”而兴高采烈的时候,我们要冷静地一问:中国航天科技和能力到底在世界上处于什么位置?

    在中国“嫦娥1号”飞天时,美国“发现号”航天飞机于2007年当地时间10月23日顺利升空,为空间站送去节点舱和7名宇航员,对接期间宇航员要进行5次太空行走;10月27日,美国又一次实验成功在弹道导弹飞行的最后阶段将其击落的新技术,这是2001年以来第31次成功击中导弹目标的实验。

    日本航天工程学专家中富信夫在接受记者采访时说:“嫦娥1号”搭载了可以拍摄立体影像的摄像机等6种装置,数量不到“辉夜姬”的一半,其中大部分相同。从探测能力来说,“嫦娥1号”的整体性应该比“辉夜姬”强,“嫦娥1号”可能在探测地形和地质构造方面更先进,而“月亮女神”在探测月球表面重力分布和月球埋藏的资源方面更胜一筹。两国让子卫星在月球着陆的第二期和带回岩石样本的第三期探月工程也相似,日本想通过国际合作建立月球基地,而中国打算独自载人探月。

    欧阳自远对记者谈了自己的看法:

    “目前,在太空运行的800多颗卫星里,美国占了一半,中国只有34颗。中国导航定位系统用的是美国的系统,中国所有火箭、飞机、轮船甚至包括人,美国的系统都可以监控。2005年,全球各地都在网络上观看了美国实施的‘深度’撞击工程,美国发射器准确撞击了距离地球几亿公里的彗星,证明他们远程打击的精确度在几亿公里外的误差还不到1公里—— 这就是美国的科学实力!上世纪五六十年代,苏联、美国做过许多探月和登月工作。苏联有3次无人登月取样,只取到了300克月球物质样品。美国则有6次、共12名宇航员登上月球,取得了381.7公斤样品。而美国‘阿波罗号’登月行动中的很多环节我们还未试验过,都需要花费大量时间和精力去攻关。”

    “现在网上公布了很多材料,有些说法,比如说中国的‘嫦娥1号’比日本的‘月亮女神’先进,这个说法不是实事求是的。包括一些对日本‘月亮女神’的使命、工作、设备的详细情况报道都不够准确,这不是科学严谨的态度。关于‘月亮女神’的全部技术资料、指标性能,我作过认真系统的研究。我认为日本科学家的设计非常好,他们有自己的创新和优势,而且技术指标要求比较高,这可能也是‘月亮女神’推迟4年才发射的原因之一。这是因为他们精益求精,当然谁都会发现自己体系中的一些问题,需要进一步改进,我认为日本科学家非常严谨,工作做得非常好。日本‘月亮女神’整个卫星一共重3吨左右(‘嫦娥1号’一共重2315公斤),科学探测仪器约有300公斤,一共15件仪器,承担很多科学目标的探测。他们的总投资相当于21亿元人民币,其设计是一个大卫星配合两个小卫星工作。”

    “可以说,在国际探月领域,美国、俄罗斯是第一梯队,中国、欧盟、日本是第二梯队。有人打比方说,中国是‘二锅头’—— 第二梯队的领头人,这很能概括中国航天的技术水平。‘嫦娥1号’发射成功,对我们来说,也只是万里长征走出第一步。我感觉后面事情的压力更大,我们被寄予了很大的希望,发射成功是很值得庆幸的事情,但也意味着我们以后要付出更大的努力和更艰辛的劳动。”    

    装备制造业的新天空

    一般认为空间技术与纳米技术、生物技术、海洋技术、信息技术是21世纪最有前途的技术领域。中国航空航天业也必然会有一个大发展,“嫦娥1号”和探测月球的热潮至少可从两个方面给装备制造业展示了广阔的新天空:

    一是从技术方面推进和带动装备制造业的振兴。

    探月工程的需求,为装备制造业的振兴提供了机遇。探月工作中要大量应用各种高技术的装备,从火箭、卫星到相关的配套产品都是知识和高技术密集的装备,除了国有装备制造企业可以大显身手,民营企业也有机会,因为国家已经颁布允许民营企业参与军工用品的招投标政策,例如,探月需要多种高性能仪器,这为仪器制造业提供了良好的机遇。

    探月工程将为装备制造业的振兴的技术突破提供支持。探月工程具有极大的科技带动作用,将推进航天工程系统集成、深空测控通信、新型运载火箭和航天发射等航天技术跨越式发展,带动信息技术、新能源技术、新材料技术等其他高新技术的发展,相关装备制造领域将从中受益。

    二是从企业的品牌建设和市场营销为中国装备制造的振兴创造了新契机。

    2005年“神舟6号”飞船发射成功后,法国《费加罗报》的社论说,航天领域取得的进步证明中国不仅是生产低廉产品的世界工厂 ,中国有能力加速技术飞跃,生产出高质量、高技术含量东西。

    商务部研究院研究员梅新育博士指出:在经济全球化背景下,“嫦娥1号”发射成功,对促进中国商务事业特别是对外经贸将有很大好处。中国是当之无愧的出口大国,但目前还算不上出口强国。我们许多企业制造技艺已经相当精湛,但要么是为外国品牌商贴牌,收获一点微薄的加工费,还要为这点加工费与国内同行展开激烈的竞争;要么虽然采用自有品牌出口,但也被视为低档,以至于国际市场上“中国制造”往往就是廉价的代名词。由于没有自己的国际知名品牌,我们的许多行业,特别是劳动密集型消费品行业,不得不靠压榨工人、逃避环保成本来支持价格竞争策略,结果陷入出口贫困化增长的泥潭,并在人民币升值、工资上升、土地价格上涨的环境里倍感压力;如果我们能够创造自己的国际知名中高档品牌,那么我们的出口利润空间将大幅度扩张,我们的企业就完全有能力承受成本上升的压力,我们的工人也就不至于只能接受可怜的低薪。

    梅新育说,对于高度专业化的装备制造业而言,创造国际知名品牌的关键在于技术实力。“嫦娥1号”发射成功,就给我们的企业创造了一个机会,通过提升中国国家形象间接提升自己的品牌在海外市场的形象。企业可以利用它提升品牌形象。直接参与了发射计划,其产品在发射计划中得到了应用的企业,可以直接借助参与成功的高技术航天计划向国内外公众宣传、塑造自己的品牌,提升品牌形象。不直接参与发射计划的企业,甚至单纯的日用消费品企业,他们也可以借助这个机会,通过提升中国国家形象间接提升自己的品牌在海外市场的形象。如果我们的企业和政府有关部门充分利用这个机会,让众多外国消费者由此感到中国是一个拥有先进技术的国家,是一个值得羡慕的国家,中国商品、中国品牌在他们心目中也就会潜移默化地水涨船高了。

责任编辑:卢俊宇  

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