大国重器，征途星辰。从1970年“长征一号”托举“东方红一号”开启中国太空时代开始，中国航天用半个多世纪走出了一条从无到有、从弱到强的自主创新之路。而在全球航天产业迎来发展黄金期之时，中国航天如何实现跨越式发展？新一代航天人又需具备哪些素养？
近日，北京大学光华管理学院“科技前沿与产业创新论坛”院士系列活动特邀中国工程院院士、运载火箭技术专家李东，为北大师生带来一场题为“航天运输系统的发展历程及趋势，技术挑战和科学问题”的深度分享。作为长征五号系列运载火箭总设计师，李东院士系统梳理了中国航天的辉煌成就，阐述了运载火箭研发面临的极致挑战与未来突破方向，同时他还寄语现场同学，把专业所长融入航天强国建设的需求中，让青春力量成为中国航天向更深宇宙迈进的坚实支撑。
从日常生活到人类未来家园，
航天的重要使命
李东院士从航天的根本使命切入，系统阐释了航天技术在经济建设、太空探索和人类未来生存拓展等多个层面的重要使命。“航天技术早已融入日常生活。”李东院士指出，经济建设是航天的重要维度，从导航定位、气象预报到尿不湿、太阳能电池板等衍生技术，航天产业已成为国民经济的重要组成。”
在科学探索层面，李东院士以“人类是否是宇宙中唯一的智慧生命”这一终极问题为引，用生动的比喻描绘了宇宙的广袤与空旷。“如果我们把太阳比作一个放在教室中间的菠萝，那么地球就会是教室里的一粒芝麻，离我们最近的下一个‘菠萝’则在4000公里之外。”他强调，当前未能发现地外生命，并非宇宙没有“第二条鱼”，而是因为“我们这条鱼游得还不够远”，凸显了发展更先进航天技术对于解开宇宙之谜的必要性。
成功是差一点的失败，
火箭研发的极致技术挑战
作为长征五号系列火箭的总设计师，李东院士深刻剖析了运载火箭这一大国重器背后所面临的极致挑战。他阐释了“引力阱”概念，指出火箭必须达到第一宇宙速度（7.9公里/秒）才能实现稳定入轨，这一绝对速度要求导致了火箭发射成败往往只在毫秒之间。
与此同时，火箭必须自携氧化剂，这使其天生背负着远高于其他运输工具的额外负担。为了挣脱地球引力，火箭发动机必须在极小的体积内爆发出堪比整个水电站的功率，燃烧过程近乎“可控爆炸”，并承受着起飞时高达170分贝的噪声和足以熔化金属的尾焰热流。在控制上，如何在无依无靠的太空中，仅凭尾部发动机稳定操控一个几十米高、却“软如面条”的弹性箭体，更是难上加难。此外，飞行中燃料的急速消耗导致火箭质量特性急剧变化，各分系统之间“牵一发而动全身”的强耦合关系，使得任何微小改动都可能引发全局性波动。而许多极端工况在地面无法完全模拟，导致首飞风险极高。最终，如何将涉及上千家单位、数十万个零部件的巨型系统完美协同，整合成一个稳定可靠的有机整体，无疑是系统工程领域面临的极致考验。
至暗时刻与系统工程的胜利
李东院士并未回避失败。他回顾了长征五号遥二火箭失利后，团队经历的908天“至暗时刻”。“那是一次毫无征兆的故障，归零难度特别大，排查过程极为艰苦。最困难的时候我不巧身体还出了问题，做了一个手术，但身体的痛苦反而让我暂时忘却了心理的巨大压力。”
他特别强调，中国航天能走出低谷，迎来长五复飞成功及后续一系列重大任务的成功，离不开钱学森先生留下的系统工程方法论。“系统工程教会我们不看局部，而看整体，在重量、成本、风险和性能之间做好平衡。我们的单项技术或许不是最顶尖的，但组合起来的整体性能是世界一流的。”
发射场体系优化与海洋发射新机遇
未来中国航天发射能力不仅取决于火箭技术，也与发射场体系的多样化、灵活化紧密相关。在谈及中国航天发射场布局时，李东院士首先分享了全球代表性发射场的特点，接下来重点分析了我国发射场的布局与战略考量。他提到，文昌发射场因靠近赤道、海运便利等优势，成为长征五号等大型火箭的重要发射基地，但也面临台风侵扰等挑战。
同时，他还介绍了我国第五处火箭发射场,也是中国唯一一个运载火箭海上发射母港，位于山东海阳的东方航天港发射场的探索意义。他指出，海上平台可通过移动实现“靠近赤道发射”，对特定轨道任务具有显著效益。尽管当前海上发射场在固定基础设施和纬度条件上存在一定局限，但其最大价值在于为全国中小型、灵活发射模式提供了管理范式与政策样板。他强调，东方航天港等新兴发射基地的探索，将为中小型火箭发射提供更灵活的模式，为商业航天及高频次发射任务提供重要支撑。
互动环节：登月、民营航天与未来动力
在互动环节，在场师生提问踊跃，李东院士一一给予了详尽而真诚的解答。
关于载人登月：他透露，通过多次无人登月，探月工程在前期已经具备了良好的基础，很好地掌握了月面着陆技术。而基于长五技术的长征十号火箭的发射计划正在稳步推进中。
关于压力管理：“人对未知才会恐惧。当你对系统有充分的把握和了解，心中有数，自然就能镇定。”他更将成功归功于中国航天独特的团队文化，“失利时，没有指责，只有共同承担，这是我们最宝贵的力量。”
关于可重复使用火箭：他预见，能与SpaceX抗衡的航天企业必然在中国，并期待国内在这一领域实现重大突破。同时，他呼吁在座学子投身 “原理层面的创新” ，以实现真正的技术跨越。
关于民营航天：他持开放乐观态度，认为国家队与民营企业是互补关系。“国家队干那些不挣钱但必须干的事，民营航天用更灵活的机制开拓市场，两者合力，是中国无可比拟的制度优势。”
传承航天精神，激发科技探索热情
整场报告持续近两小时，李东院士带来的分享不仅是一场科技前沿报告，更是一堂生动的思政课。一方面深刻诠释了自力更生、协同攻坚的航天精神，深化了北大师生对中国航天事业的理解，另一方面更激发了燕园学子探索未知、投身科技创新的热情，
作为积极响应北京大学“科技创新年”的活动之一，光华管理学院举办“科技前沿与产业创新论坛”不仅是进行一次学术交流，更是探索更深层次的学科交叉融合及复合型人才培养路径的一次重要尝试。面向未来，我们期待北大光华前沿科技场景实验室能够持续发挥平台作用，吸引更多顶尖科学家和行业领袖参与，共同推动科技创新和产业升级，为我国乃至全球的科技发展贡献智慧和力量。
北大光华前沿科技场景实验室
2024年6月，北京大学光华管理学院成立“前沿科技场景实验室”，聚焦人工智能等前沿技术发展带来的全新商业机会、以场景驱动技术与产业的深度变革，并与全球科技企业、创新机构、行业专家紧密合作，积极推动具备经管知识储备、科技理解力、行业洞察力的复合型人才培养。
来源 | 北大光华前沿科技场景实验室
排版 | 李珅
编辑 | 王小雅
审阅 | 塔娜