【中國太空計劃】逆襲與超越 中國太空時代並不遙遠
在經過50年奮力追趕之後,中國的太空探索終於在2020年前後迎來爆發期。2020年前後,中國的返回式月球登陸器神舟五號將會為中國帶回月球的土壤樣本,同時為中國載人登月打下基礎;2020年後中國大型多艙段組合式太空站將會展開建設,屆時有可能成為世界上唯一在軌的大型太空站,成為中國深空探測的前哨站;同樣是2020年,中國將發射火星探測器,吹響中國火星探測的號角。
從1970年發射第一顆人造衛星,到今天已經有200多枚各種特殊功能的衛星;從1980年第一枚運載火箭到,到2003年首次實現載人航天;從2011年中國首個太空站「天宮一號」,到2019年中國的「嫦娥四號」探測器成功在月球背面着陸——這是人類歷史上第一次,再到2020年即將發射的火星探測器。在太空探索領域,中國以後來者的身份,實現了諸多突破,逐漸成為太空探索領域的重要參與者,未來甚至可能成為主導者。
中國的太空「野心」
國務院新聞辦發布的《2016中國的航天》白皮書,首次提出航天強國發展願景,同時對未來5年及今後一段時期航天發展重點和方向進行系統闡述。這是中國政府正式發布未來10年國家太空基礎設施中長期規劃的重點任務。根據規劃,到2030年左右,中國航天將躋身世界航天強國行列。2018年中共十九大報告重申了「航天強國」的目標。西方衛星研究和諮詢行業估計,中國的太空技術可能只比美國落後10到15年,「中國迎頭趕上的速度相當快」。
歷經多年的投入與戰略規劃,中國正朝着太空大國的方向邁步前進,甚至可能成為該領域的主導力量。在中國雄心勃勃的太空計劃中,有三個項目極具代表性。
首先就是中國的太空站「天宮」——中國深空探測的前哨站。按照時間表,2020年前後,中國 「天宮」號太空站核心艙發射,到2022年中國將在天空建立一個全面運行的太空站。一旦美國主導的國際太空站在2025年退役,中國的太空站將成為唯一一個這樣的平台,屆時北京將有機會領導全球團隊在太空站上進行科學研究。作為太空競賽的後來者,中國在2003年進行了首次載人航天飛行。從那時起,中國已經成功地將11名中國人(9名男性和2名女性)送入太空。
「天宮」之外,登月是中國另一個已經走向成功的太空探索的工程。2013年,「嫦娥三號」探測器連同「玉兔」1號月球車在月球表面着陸,中國成為繼美國和俄羅斯之後第三個成功實現月球登陸的國家。2019年1月4日,「嫦娥四號」探測器攜帶「玉兔」2號月球車成功在月球背面着陸,這是人類歷史上第一次。
50年前,阿波羅11號任務着陸區被命名為「靜海基地」;50年後,嫦娥四號任務的着陸區被命名為「天河基地」。月球上有資格以「基地」命名,且獲國際認可的,目前僅此兩處。根據計劃,2019年年底,中國準備發射嫦娥五號,實現在月球上採樣返回,有可能成為繼美國、俄羅斯之後第三個月球探測器返回地球的國家。而且中國還計劃在2025年實現中國太空人登月。中國載人航天工程副總設計師陳善廣表示,中國載人航天未來的發展趨勢是載人月球探測,建立月球基地,開展科學研究,拓展人類活動空間,併為月球以遠的載人深空探索不斷積累技術和經驗,遠期目標是實現人類到達火星。
根據美國《科學》雜誌7月19日發表的一篇名為《中國現在和未來的探月工程》的文章,到2030年,中國具備能力讓自己的宇航員在月球表面行走,並在月球南極建立一個完全由人工智能操作的研究站。文章是中國政府探月團隊的科學家們為紀念阿波羅登月50周年而撰寫的,通訊作者為中國科學院國家空間科學中心主任王赤。文章認為,基於技術水平、航天器選擇、經濟承受能力和成本效益比的考慮,中國在2020年的後續探月任務仍將以機器探索為主要方向。到2030年以後,機械人技術足夠成熟,可以支持對月球基地進行升級使之宜居。
實現人類到達火星,是中國太空計劃中更為長遠的目標。在火星探索上,目前只有美國、蘇聯、歐洲太空總署和印度成功地將航天器送入火星軌道。但是中國很快就可能會成為第五個到達火星的國家。中國將於2020年發射火星「繞、落、巡」探測器,通過火星衛星、火星着陸器、火星車天地聯合探測火星。11月14日,中國正式對外公布了載人飛船探索火星計劃。當日,中國邀請了包括駐華使館的大使及使節、歐盟、亞太太空合作組織以及媒體記者等70人參觀了中國首次火星探測任務着陸器懸停避障試驗。目前各項準備工作已經完成,只等待2020年火星探測窗口期的到來。
除此之外,中國太空計劃還包括:2022年左右的「小行星探測」計劃,2028年將火星樣本帶回地球的計劃,以及2029年左右的木星探測任務等。
中國太空探索為甚麼能成功?
20世紀50年代末,全球太空競賽開始時,中國政府亦宣稱「我們也要製造衛星」。 如今,中國的衛星指引着飛機、導彈、無人機,也觀測着農作物產量、監視着外國軍事基地。有中國火箭和中國宇航員參與的太空任務愈來愈多,進而帶給國人強烈的民族自豪感。雖然相較於美國還有不小的差距,但在這麼短的時間內能夠取的如此成就,也絕對稱得上是「逆襲」。
歷經數十年的巨大投入與戰略規劃,中國正朝着太空大國的方向步步前進,未來甚至可能成為該領域的主導力量。《彭博社》稱,中國僅用了20年就建立起有理由說是世界第二先進的太空計劃項目,到本世紀中葉,中國的核動力飛船將定期往返於行星際空間,在遙遠行星和小行星上的採礦殖民地之間運送工人。
「中國將太空實力作為全球領導地位的一個標誌」,華盛頓大學太空政策研究所創始人約翰。洛格斯登(John Logsdon)說;「在一個與國家實力相掛鈎的領域內,它賦予了中國足夠的底氣」, 美國生活科技雜誌《Popular Science》的一篇文章這樣報道。
中國的太空探索能夠發展如此迅速,作為中國太空計劃的重要支撐,火箭運載技術功不可沒。火箭發射一直是中國的「優勢項目」,即便動亂的「文革」時期仍得到足夠資金和支持。目前,中國的運載火箭譜系方面,是全世界所有航天國家中最齊全的,既有長征6號(液體火箭)、長征11號(四級全固體火箭)快速反應輕型運載火箭,又有長征2號、3號、4號以及長征7號大推力運載火箭。
除此之外,還有作為世界第二強的長征5號重型運載火箭,運力僅次於美國升級後的重型Delta IV火箭,以及未來的長征9號巨型運載火箭。還有2019年底即將發射的、執行探月工程三期的取樣返回任務的嫦娥五號月球探測器,2020年發射的天宮號載人太空站的核心艙,以及火星探測器,都將「搭乘」長征五號火箭。
當然,這背後依託的是中國整個航天系統實力崛起。航天工程是一個高科技含量的系統性工程, 經過50多年的努力,中國已經獨立發展成為美國、俄羅斯和歐洲太空總署之外,人類第四個航天中心的規模和水平,形成了完整配套的研究設計、生產和試驗體系;建立了能發射各類衛星和載人飛船的航天器發射中心、和由國內各地面站、遠程跟蹤測量船組成的測控網;以及多種衛星應用系統。中國在衛星回收、一箭多星、低温燃料火箭技術、捆綁火箭技術,以及靜止軌道衛星發射與測控等許多重要技術領域,已躋身世界先進行列;在遙感衛星研製及其應用、通訊衛星研製及其應用、載人飛船試驗、衛星定位系統,以及太空微重力實驗等方面均取得重大成果。
中國太空探索的成功絕不是偶然,這背後是中國的整體崛起,這是相輔相成的過程。在諸多因素之中,有兩個因素頗為關鍵。首先是既高屋建瓴又能夠切合實際又的戰略規劃「頂層設計」,也是中國今天能夠崛起的重要原因之一。無論是人們熟悉的「863計劃」、「五年計劃」等,還是中共十八大三中全會提出的「全面深化改革方案」,以及剛剛結束的十九屆四中全會對五個現代化的頂層設計,都屬於此列。中國在太空探索領域的成功,也得益於這樣的戰略規劃,以及持續性的巨大投入和連續不斷具體實施。
其次,獨立自主、自力更生的路徑,以及集中力量辦大事的制度優勢,也是中國太空探索能夠逐漸後來居上的關鍵因素。由於太空探索的戰略和軍事意義,中國的太空探索從一開始就遭受美國和其他太空國家的技術封鎖。在這種特殊的戰略環境下,中國的航天只能自力更生,採用跟隨策略,不受外界的競爭和干擾,低成本、高質量地在中國的科學技術和工業基礎上實現成長,最終實現今天的逆襲和突破。與此同時,中國太空探索領域的突破,也推動了各領域高科技產業的發展。通過航天技術成果的二次開發和轉化應用,支撐和帶動新材料、智能製造、電子信息等相關領域發展。
可以說,今天的中國在太空領域取得的一系列成就,不但彰顯了航天大國的地位與作用,也為自己在太空領域爭取到了應有的話語權。
必然的中美太空競爭
2017年3月,中國探月工程總指揮、總設計師顧問葉建培院士在《央視》節目上在解釋為甚麼中國想要登月時說道,「宇宙就是個海洋,月亮就是釣魚島,火星就是黃岩島,我們現在能去我們不去,後人要怪我們。別人去了,別人佔下來了,你再想去都去不了。」
「一項雄心勃勃的對月球背面的探測任務即將實現——這是中國在挑戰美國長達半個世紀的太空霸權上,眾多計劃性的里程碑中最直接的一個。」在2018年在1月3日中國嫦娥四號探測器登陸月球背面之前,《華爾街日報》2017年12月31日發布題為《中國在太空尋求主導》的報道,以嫦娥四號探測器即將登陸月球背面、中國將成為世界上第一個實現此舉的國家為例,表示在太空領域,美國曾經「至高無上」的地位正受到挑戰。
未來幾十年,中國將以一系列的太空任務追趕美國,甚至有可能將後者比下去。雖然中國在太空探索方面起步晚了近十年,但中國距離美國已經愈來愈接近,並且使用人工智能、量子計算等在不同領域挑戰美國的霸主地位。這其中包括量子衛星(QUESS),2016年8月16日,中國量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空,可以在衛星和地面基站之間傳輸量子加密訊息,在全球尚屬首例,以及在2030年實現載人登月的宏偉計劃。自1972年美國阿波羅登月計劃結束後,人類已有長達47年沒有涉足月球。如果中國趕在美國之前重返月球,這意味着甚麼不言而喻。
《Popular Science》雜誌的文章指,通過登陸月球背面,中國不僅僅打入了過去由美俄獨佔的「高級俱樂部」,也是在軍事、經濟和政治層面,重新定義21世紀太空事業的含義。重型火箭、載人太空站,以及世界上最大的衛星成像和導航網絡之一,這些都在中國的計劃之內。而與此同時,美國卻幾無任何進展,尤其在載人航天方面。
「我不擔心中國一下子超越美國」,美國智囊機構戰略與國際研究中心(Center for Strategic and International Studies)主任占士.路易斯(James Lewis)說,「我擔心的是美國掉以輕心,等清醒過來的時候,中國的太空地位已經大幅提升。」中國的太空市場也和美國一樣,眾多與國家掛鈎的航空航天公司與中國國家航天局(CNSA)合作發展太空事業,同時為軍隊提供支持。
事實上,華盛頓早已感受到來自中國的威脅。2016年,美國專家在眾議院太空科學小組委員會的一次聽證會上,討論「我們在太空競賽中輸給中國了嗎?」這一主題,認為美國在該領域有「黯然失色」的風險。2017年12月,美國總統特朗普(Donald Trump)簽署了一項太空政策指令,概述了載人登陸月球和火星的計劃,並開始準備一支新的太空部隊,以「對抗」中國。特朗普希望建立一支「太空軍」,並加速美國太空總署(NASA)重返月球的時間表。相比美國原本擬定的2028年登月計劃,特朗普現在希望美國在2024年前重返月球。這個時間比中國計劃的2025年早一年。
美國奧本大學(Auburn University)研究中國太空計劃的專家南拉塔.戈斯瓦米(Namrata Goswami)表示,在地球上,美國和中國已經是對手,在太空領域,兩國也是主要的競爭者,目的是確定「誰將能夠獲得太空的巨大資源,確保貿易路線的安全,並制定太空貿易的規則」。她認為,中國「最有可能獲勝」,這要歸功於有條不紊的計劃,為未來幾十年制定了明確的目標。
雖然與美國的航天預算相比,中國依然相形見絀。美國國家航空航天局2019年的預算為215億美元(2020 年預算為210 億美元),是中國相關部門預算的近兩倍。但配合具有階段性意義的重點任務和具體目標,中國的太空探索「踏着清晰響亮的節奏步步前進」。
中國的強勢崛起可能導致當前的全球太空夥伴關係出現重大調整。冷戰時期的美蘇太空競賽告訴我們,太空中的實力展示往往能影響到地緣政治上的互動。上述報道指,中國技術政策方面的專家、德國哥廷根大學客座教授克羅利考斯基(Alanna Krolikowski)說,這種局面「將為眾多國家提供發展新夥伴關係的機會,來保持活躍的太空探索。」無疑,中國太空探索領域的崛起,為「有時不願向華盛頓利益看齊的國家」提供了另一個選擇。
中國在太空探索領域秉持開放態度,雖然美國國會禁止美國宇航局與中國國家航天局展開太空合作,但這並未阻擋其他國家與中國的合作,美國之外的很多國家,俄羅斯、法國、英國、荷蘭、意大利、巴西等,以及歐洲太空總署,都與中國保持合作關係;中國與阿爾及利亞、阿根廷、比利時、印度、印度尼西亞、哈薩克等國還簽署了航天合作協定。中國還幫助委內瑞拉、老撾、尼日利亞、白俄羅斯、巴基斯坦等國家發射過衛星。作為中國深空探索的前哨站,中國的太空站「天宮」將在2022年建成,中國國家航天局已經向其他國家伸出橄欖枝,提供搭載實驗與太空人的機會。
華盛頓著名智庫傳統基金會(The Heritage Foundation)研究中國太空能力的專家迪恩.程(Dean Cheng)說,「這是一場具有高度戰略意義的競爭。」一如中美正在進行的貿易戰,中美將在太空探索領域擦出怎樣的火花,可能只有等待時間來證明。