投资航天就是投资未来—— 访北京航空航天大学教授李成智

□ 本刊记者 邢 华

投资航天就是投资未来
—— 访北京航空航天大学教授李成智

□ 本刊记者 邢 华

记者：李老师，您好！2016年，我国第一次年航天发射次数超过20次，航天发射进入高强度密集常态化时期。您如何看待这一现象？

李成智：2016年，有很多重要的发射任务都应该载入中国航天史册。比如说6月25日，新型长征七号运载火箭首次发射。这个火箭跟过去的长征系列完全不一样，包括用的推进剂也不一样，它是一种新型的火箭，具有积木化特征，其运载能力超过了现在最高的长征三号乙。这是一个里程碑式的成就。同时，中国第四座低纬度发射场在海南文昌启用，这也是一个里程碑式的成就。航天发射基地纬度越低，越靠近赤道，它的发射效益越好。世界知名的发射基地，大部分都靠近赤道。另外，8月16日，量子卫星发射成功。这是中国的第一颗，也是世界的第一颗。9月15日，天宫二号发射成功并进行在轨测试，在世界产生了很大的影响。10月19日，神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接，航天员景海鹏、陈冬进入空间实验室，中国载人航天发展战略的第二步工作正式拉开帷幕。同时，更大推力的长征五号运载火箭近期将要发射，其运载能力要比现在的火箭高出1倍还多。这也是一个里程碑式的成就。可以说，仅仅是2016年下半年，不仅好戏连台，而且都是重头戏，都将对中国航天产生根本性的影响。

记者： 世界各国都非常重视卫星发射和应用，有的国家已经发射了3600多颗卫星。那么多的卫星围绕在地球周围，是如何飞行的？

李成智：火车有轨道，汽车有道路，卫星绕地球旋转也有轨道。卫星受几个条件的约束，按照一定规律的路径围绕地球旋转，这个路径就是轨道。卫星在不同轨道，能发挥不同的作用。按照与地球的距离和轨道面倾角等参数的不同，卫星轨道大致可以分为低轨道、太阳同步轨道和地球静止轨道。

第一类是常规的近地轨道，离地球300～500公里，倾角没有特殊要求。因为这个轨道比较灵活，所以几乎所有的载人飞船、航天飞机、空间站，以及大量的科学和技术试验卫星都在这个轨道上运行。第二类是太阳同步轨道，大致沿着地球的子午线运行。这个轨道非常重要，几乎所有的对地观测卫星（包括资源、气象和侦察等遥感卫星）都在太阳同步轨道上。第三类是地球静止轨道，距离地球3.6万公里左右，轨道平面与地球赤道平面重合，卫星跟地球的位置相对保持不动。这个轨道只有一条，部署卫星数量有限，所以这个轨道资源非常宝贵。

记者：既然地球静止卫星轨道资源这么宝贵，是不是国家发射的卫星越多越好？

李成智：在地球静止轨道上多占据一些位置，很重要。美国、俄罗斯在卫星轨道资源上，跑马圈地，占了很多。我国静止轨道通信卫星、气象卫星发展较晚，向国际电联申请注册的位置不如美、俄多，但目前也能满足要求。

记者：航天时代以来世界卫星及航天器发展数量是怎样的？

李成智：截至2015年，世界各国共发射各类航天器（含卫星）共7757颗，中国发射数量居世界第三位。从应用角度讲，发射卫星多，并不一定是好事，为什么？因为同样一个卫星，比如侦察卫星，现在一颗先进的卫星可以使用5年，而过去只能用1年，甚至个把月。所以现在的一颗卫星可以顶过去的几颗，因此发射数量可以大幅度减少，发多了也没用。所以美国人总拿这事来嘲笑俄罗斯，说你们发射的卫星数量多是因为卫星的寿命短。目前全球一年发射卫星大概100多颗，整体发射的数量在减少，主要是因为卫星寿命提高了，功能进一步增加了。

记者：那么，卫星都有哪些功能？或者说，卫星能够给我们带来什么？

李成智：任何人，无论身在何处，都享受过航天给我们带来的恩惠。它可以带给我们全新以及更丰富的天文学知识、全新的地球及地理学知识、更为便利的通信和广播手段、更为及时准确全面的气象监测、更为安全便捷的交通管理、更有效地发现地球矿藏、更有利于监视地球及海洋环境，能够极大地促进军事技术变革，还可以给我们带来极大的社会效益和经济效益。

比如：通信卫星拥有卫星电视、奥运会直播、新闻速达、直播电视、卫星电话、卫星网络等功能，当前已经形成全球庞大的产业，产生了巨大的经济与社会效益；气象卫星所提供的气象信息已广泛应用于日常气象业务、环境监测、防灾减灾、大气科学、海洋学和水文学的研究；资源卫星用于勘测和研究地球自然资源，它能“看透”地层，发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构，能普查农作物生产情况，能够监视森林、海洋、空气等信息，预报各种严重的自然灾害，具有50种以上不重复的应用价值；导航卫星最初是一个军事项目，用于海上潜艇的导航定位，后逐步扩大应用范围，广泛应用于社会经济各个领域，产生了极大的社会经济效益；此外还有科学卫星、技术试验卫星、侦察卫星、导弹预警卫星、核爆炸监视卫星等等，在科学、技术、军事各领域具有广阔的应用前景。

李成智，北京航空航天大学教授、博士生导师，中国科学技术史学会常务理事兼技术史专业委员会副主任，曾在哈尔滨飞机制造公司从事直-9直升机研制工作，后转向航空航天发展史与发展战略和政策方面的研究。1995年首批入选北京市跨世纪优秀青年理论人才“百人工程”。本刊记者 孙大勇/摄影

记者：发射卫星能够带给人类这么多效益，那么投入巨额资金发展航天，会收到什么样的效益？

李成智：各类应用卫星的效益已经非常明显了，载人航天跟卫星不一样，它是一个新兴的技术、新兴的工程，有一个潜伏期、延迟期，需要长期的不间断的支持。在直接投入和直接产出方面，到目前为止，载人航天几乎没有多少盈利，还是以投入为主。但是从投入和间接产出方面来看，载人航天长远看应该是盈利的。

美国在1969年实现了人类首次登陆月球，花了255亿美元。那些钱换来了什么？美国蔡司公司提交的研究报告指出，阿波罗计划使美国经济增长率提高了2%，物价指数下降了2%，创造了80万多个就业指标。这是直接的效益。同时，报告指出，美国国民收入在1958-1968年翻了一番，到1978年又翻了一番。信息时代大量新技术往往可从阿波罗计划中找到源头，比如无线耳机、记忆泡沫、防火服、冷却服、肾脏透析仪、锻炼设备，又比如配方奶粉、发光二极管、 固特异辐射材料轮胎、冷冻干燥食品、尿不湿、 条形码等等。阿波罗计划约产生了3000多种新的应用技术，每一项应用技术里面都有很多专利，对航天航空、军事、通信、材料、医疗卫生、计算机等都有巨大的推动作用，也催生了一大批新兴工业群体的诞生与成长。阿波罗计划参与者认为，今天的手机、无线设备、ipad等，无一不是来自于登月的衍生技术。美国算了一笔账，阿波罗计划开始的投入产出比是1∶4.5，最近公布的投入产出比高达1∶14。

所以，很多技术、工程，不能算直接的账，也不能算短期账。法国前总统希拉克早在上世纪90年代就曾说过，投资航天就是投资未来。这个观点我是很赞成的。

记者： 未来，航天技术的发展主要集中在哪些方面？

李成智：航天技术的未来发展范围很广，我想简单说一下部分发展方向。一、开发全新的材料，带动工业技术和经济发展。我们对材料的需求是无止境的，对材料的要求也越来越细，越来越多，既要轻，强度要高，又要耐火、耐酸、耐潮湿、耐高温、耐低温……所以利用太空环境实现高性能材料的工业化生产前景无限。二、开发加工特效药，直接造福人类健康。太空的无对流，微重力，无污染环境是非常宝贵的，在太空生产、提纯药物的效率、速度和质量都高于地球。这在将来是一个巨大的产业。三、加工特种功效的构件，制造轻型长寿命机械。四、培育农业新品种，推动农业技术发展。在太空农业育种领域，中国目前走在了世界前列。太空育种是一种利用太空环境引发作物基因自主的变异，从而产生品质更优异的作物新品种，既不是杂交，也不是转基因，种子可以继续使用。太空育种对于中国这样的人口大国来说具有特别的意义。五、开发太空资源（如高效利用太阳能），解决地球资源短缺的问题。六、让太空旅游成为常态，满足普通人的飞天梦。七、深入研究地球空间环境，寻找改善人类生存条件的方法。上述各项，都是比较现实的发展目标。随着航天技术的进一步发展，人类必将会有更为宏伟的发展目标，如开发行星资源、登陆火星、太空移民，等等。