中国载人航天工程可以有

6月18日,神舟九号与天宫一号完成首次载人空间交会对接,中国航天员进驻天宫一号。这标志着中国首个空间站正式投入使用,是中国载人航天事业一个新的里程碑,许多网友为之激动。 …[详细]不过与此同时,也有人批评中国载人航天缺乏实际意义,不过是一项劳民伤财的面子工程,有些西方媒体则认为神九的成功意味着中国距离太空军事强国更近了。实际情况如何?腾讯军事与您一起探讨。

2012-06-19 第 0046

载人航天本来就是“面子工程”

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为了实现载人登月,美国研制了土星5号巨型运载火箭,其起飞重量达到3000吨,相当于一艘护卫舰。
为了与美国争夺载人登月头把交椅,前苏联研制了重量比土星5更大的N1运载火箭,但未获成功。

众所周知,早期弹道导弹与搭载卫星、飞船等航天器的运载火箭是采用相同技术的“同胞姐妹”。弹道导弹最早出现于二战期间,纳粹德国使用V-2导弹对英国城市展开了大规模袭击。V-2弹道导弹最大速度接近5倍音速,高速度带来的“不可拦截”性给世界军事强国留下了深刻印象。

意识形态主导的早期航天竞争

二战结束,冷战铁幕又很快落下,美国、苏联这两个分属不同阵营的超级大国随即以V-2导弹为蓝本发展本国的弹道导弹及运载火箭技术,竞争一触即发。1957年苏联发射第一颗人造卫星,这意味着苏联弹道导弹首先实现覆盖美国全境的能力,深深地震撼了美国。1961年4月12日苏联航天员加加林乘坐东方号宇宙飞船从拜科努尔航天发射场升空,108分钟后返回地面完成了首次载人太空飞行,同样领先了美国一步。

冷战时代,美苏双方在力所能及的所有领域进行竞赛,用胜利标榜己方制度的优越性和光明前途。航天技术尤其是载人航天作为最尖端的技术领域,作为经济、军事和技术的第一大国,美国无法容忍竞争对手苏联的领先,于是对航天工业大量投资奋起直追,并集中民用部门的资源建立了美国航空航天局(NASA)全力展开航天竞赛。美国载人航天的水星计划中实现了首次载人航天飞行,随后在双子星计划中开始赶上和超越苏联。

1970年9月15日,乘坐阿波罗11号飞船登上月球的3名宇航员在华盛顿受到美国民众英雄式的欢迎。那是一个为航天疯狂的年代,NASA预算曾占到美国联邦预算的4.41% 。

美国总统肯尼迪1961年5月25日正式批准载人登月的阿波罗计划,指出“在未来10年内,把一个美国人送上月球,并使他重返地面。整个国家的威望在此一举”,提出要“把苏联人摔倒在月球上”,一雪前耻。苏联在这个时代也开始了登月计划,双方展开针锋相对的登月竞赛。为了实现登月的宏伟目标,美苏双方都先行进行了出舱行走和太空交会对接等实验,虽然太空出舱行走上美国略微落后,但双子星系列飞船很快完成交会对接实验,大大领先于苏联,为阿波罗计划的成功铺平了重要的一步。

美国人的抱怨:一次登月发射打掉半艘航母

1969年7月20日,土星5号火箭发射阿波罗11号飞船完成了首次载人登月。第一个踏上月面的航天员阿姆斯特朗留下“这是我个人的一小步,但却是全人类的一大步”的名言。此后,阿波罗13号任务失败未能登月,其他都成功登月,截止1972年12月7日的阿波罗17号任务,总计12人完成登月。阿波罗登月计划是冷战期间航天竞赛的最高峰,为了执行阿波罗登月计划美国集结举国之力,NASA的预算在高峰期的1966年占到了美国联邦预算的4.41%,是近些年NASA预算所占比例的将近8倍。在不计成本不惜代价的投入下,美国赢得了登月竞赛的伟大胜利,在载人航天领域彻底击败了苏联。

正如肯尼迪所言,到达月球的是人而不是仪器,才能激发世界的热情与梦想。载人航天计划的一个重要原因是国家声望,这直到今天也是支持载人航天的最主要动力之一。但既然彻底击败了对手、捍卫了国家荣誉,那还有什么必要不惜代价地投入载人航天事业呢?毕竟阿波罗登月并没有为美国带来什么实实在在的收益,倒是很多人痛心疾首于耗费的巨大,抱怨一次发射打掉了半艘航母。所以,在随后的1970年代,NASA就迎来了预算大削减,被迫取消此前已列入计划的3次载人登月发射,黄金时代一去不返。

载人航天的军事应用早已被放弃

支持载人航天的另一个重要因素是潜在的军事应用。中国每次神舟飞船发射都会惹来一些西方媒体、香港媒体对“中国太空军事威胁论”的渲染,此次神九发射也不例外。但这些报道都对航天技术缺乏最基本的认识,不过是为了推高报纸发行率的劣质评论。

美国空军MOL/KH-11载人侦察空间站的3D构型图。其相比后来的侦察卫星并没有多大优势,但研发费用远远超出,在花费13亿美元后项目取消。

早期载人航天所用的运载火箭,无论美苏、还是中国,都脱胎于洲际弹道导弹,不过后来洲际弹道导弹转向维护简单可靠性高的固体燃料发动机,很早就和航天发射的运载火箭分道扬镳,因此早已不存在通过发展载人航天的运载火箭发展洲际弹道导弹的可行性。美苏两国军方在人类进入太空时代之初还曾极力证明将人送入太空有助于执行太空军事任务,但这些努力均以失败告终,最终放弃载人航天的军事应用。

美国军用载人航天项目均胎死腹中

美国空军曾提出Dyna Soar X-20A载人太空飞机方案并进行了深入的研究,计划使用波音公司的X-20A进行武器投放、侦察等多种任务。由于X-20A进度缓慢而且耗资巨大,最终完成了一个全比例模型后就被取消,没能进行实际发射。在DynaSoar项目中,美国空军提出了过高的要求,如再入后气动辅助变轨这类直到今天也未能实现的技术;同时美国空军还缺乏对Dyna Soar的实际需求,无法证明载人飞行的必要性,因此胎死腹中也就不足为奇了。

1963年美国空军得到在人轨道实验室(MOL)项目作为取消X-20A的补偿。MOL又被称为KH-10,编号很明显的说明了它作为对地侦察的主要用途。20世纪60年代美苏双方侦察卫星能力都很有限,缺乏高清晰度、实时回传判别的太空侦察工具,于是MOL/KH-10应运而生。MOL比原有的返回式侦察卫星要大得多,可以装备更大口径的相机获得更高的分辨率,同时作为一个载人轨道空间站,可以由航天员灵活掌握拍摄的角度、位置和时机,必要时还可以变轨进行更灵活的侦察,同时回传拍摄的照片。不过MOL同样陷入进度拖延之后和经费超支的困境,最大问题是性能对比新型KH-9侦察卫星并没有多大优势,而在研制和使用费用上远远超出。1969年MOL在花费13亿美元之后被取消。考虑到1972年尼克松批准航天飞机项目时,研制合同不过是26亿美元,MOL实在是一个过分奢侈的项目。

前苏联礼炮一号空间站也有相当任务为军事侦察,但苏联军方对其作用并不满意,还是大量发射返回式胶片侦察卫星执行战略侦察任务。

苏联军用载人航天也未获成功

虽然MOL同样出师未捷身先死,但MOL项目极大地刺激了苏联人。苏联同时代载人航天除了登月大业外,近地轨道上可以说是完全出于军事目的的。OKB-1设计局空间站项目是联盟R军用空间站,这是两个联盟飞船的对接体,廉价简单、但对比MOL性能实在太差。与此同时,OKB-52设计局则提出了更庞大的钻石空间站计划,钻石空间站设计上包括载人轨道站(OPS)和货运补给飞船(TKS),计划使用质子火箭发射。钻石空间站携带了大型光学侦察系统,对地分辨率可以达到1米级别。

为了抢在美国人之前发射空间站,苏联OKB-1和OKB-52设计局合作,以钻石空间站的载人轨道站设计为基础,最终将礼炮一号空间站抢先一个月发射上天,随后苏联发射了众多的礼炮和钻石空间站。但苏联载人空间站对地侦察的效果很值得怀疑,因为即便缺少美国KH-9/KH-11那样的高性能侦察卫星,苏联仍然大量使用返回式胶片侦察卫星执行侦察任务。载人航天侦察任务,在美苏两国都没有显示出对无人数据传输型侦察卫星、甚至返回式卫星的优势。

回顾美苏冷战期间的军事航天发展史,可以发现,双方军事力量都不需要、更不要说依赖于载人航天,军事人员在太空的作用还在“开发中”。

民用国际空间站项目也受到广泛质疑

目前国际空间站已达重400吨的庞大规模,花费超过1000亿美元,但缺乏有价值的科研成果,被人讽刺为作用主要是“证明人类可以合作建成400吨的空间站”。

对空间科学研究作用有限

推动载人航天发展的理由还有空间科学研究。太空轨道具有微重力、高真空、太空辐射等诸多特点,是开展空间科研项目的良好场所。不过载人航天工程在科研领域上并没有取得令人震撼的成果,更尴尬的是实际上并没有那么多的太空科研项目。苏联曾在礼炮空间站与和平号空间站进行了一系列的科研活动,在空间材料、太空环境对人体影响、太空生物学等领域取得了一些成果,但对比空间站的巨额投资,这点收益实在是不值得一提。

20世纪80年代美国开始自由号空间站的研制前,曾有一群科学家联名呼吁取消空间站的开发,他们指出当前并没有多少空间科研项目,更不要说需要航天员参与的载人航天科研项目,他们认为应该20年后再考虑是否启动空间站项目。不过部分科学家的呼吁远远无法与NASA的雄心抗衡,在空间站项目在60年代为登月、70年代为航天飞机两次推迟后,80年代自由号空间站终于得到批准,并最终在冷战结束后发展成为国际空间站。国际空间站同样面临科学价值不大的问题,在2010年11月2日国际空间站完成人类不间断太空飞行10周年之际,space.com网站发表了《国际空间站是否值1000亿美元》的质疑文章,批评者们指出太空微重力环境对于科学并非必不可缺。生物化学家Gregory Petsko说,他所了解的空间站唯一成果是在太空微重力环境下蛋白质分子形成的晶体优于地球上形成的晶体,在最理想的情况下这项发现能用于制造效果更好的药物。

截至今天,对人类经济发展最具促进作用的应该是美国空军GPS卫星定位项目。GPS定位系统为人们带来实实在在的便利,这是载人航天项目目前所不具备的。

在这种情况下,载人航天的尖刻反对者们讽刺说:“和平号空间站证明人类可以建设百吨级空间站并在太空长期生存,国际空间站最主要的作用是证明人类可以合作建成四百吨的空间站。”

广义收益难掩实际收益缺失的尴尬

长期以来我们耳濡目染的宣传不断的强调航天技术尤其是载人航天工程对新技术的推动作用,以及新技术扩散对国民经济的推动作用。我们经常听到所谓航天投资广义带动率高达10甚至更高的报道,也就是说一块钱的投入广义的带来十几块钱的收益,似乎航天投资是一本万利的生意,至于阿波罗计划带动美国国民经济发展和技术产业升级的佳话也被屡屡提起。

不过较真起来,如果回报如此丰厚,如何解释阿波罗计划之后NASA预算的大削减呢?事实上强调广义收益的本身,已经难掩缺乏直接受益的尴尬。美国研究航天计划的学者多数认为,耗资巨大的载人航天工程并没有取得实际收益,这也是载人航天迄今为止完全由政府出资的最根本原因。发展载人航天技术的确推动了工业水平的提高,获得了一系列经济收益,但这是间接经济收益。如果考虑机会成本,把载人航天数十年累计投入的数千亿美元用于其他投资,完全可以直接获得更多的收益。

载人航天的意义:“人类不会永远呆在摇篮里”

这是目前流传最广的地球照片,也是第一张地球全景照片——由美国阿波罗17号登月飞船上的宇航员在距离地球45000公里处拍摄所得。这枚蓝色星球是人类的摇篮,但人类不会永远呆在摇篮里。

在军事、科研和经济上,载人航天工程现在缺乏有效性和必要性,但并不意味着载人航天一无是处。航天先驱齐奥尔科夫斯基说:“地球是人类的摇篮,但人类不会永远呆在摇篮里。”,坚定的表达了人类征服太空的决心和信心。或许有一天,我们普通人也能驻足太空回望美丽的地球,这种质朴的愿望是人类支持载人航天的根本动力之一。活生生的人而不是冰冷的探测器,能最大限度的激发了国民对航天事业的关注与支持。载人航天有助于提高国家声望和国民凝聚力,这是任何无人航天项目都无可比拟的。

对于世界其他国家,载人航天是一个国家最好的宣传舞台。当我们感受美国先进的技术和强大的国力时,阿波罗登月和航天飞机是挥之不去的画面,其中刚刚退役的航天飞机更是作为这30年来美国高科技与征服太空的象征。载人航天领域所取得的进步,是一个国家最重要的软实力之一。

1969年,美国威尔逊教授作为费米实验室的创始人,被要求报告实验室对增强国防的作用。威尔逊回答:“我们的实验室将给国家带来荣誉,但不会对国防有任何实际作用。不过我可以肯定一点,建造它可以使这个国家更值得保卫。”对于现在只是为未来积累技术和经验的载人航天工程来说,再没有其他语句更能说明它的意义。

中国载人航天工程对新型火箭具有实际推动作用

与国际空间站一样,中国载人航天工程目前所能起到的直接作用也仅仅是为未来积累技术和经验。但与美、俄、欧等发达国家和地区不同的是,中国载人航天工程对本国航天产业的推动作用要远远大于前者。

中国使用长征2号丙/SD火箭为美国铱星公司发射铱星。在整个1990年代,中国航天的最大资金来源是外国卫星发射合同。

载人航天工程帮助中国航天渡过最艰难时期

中国目前的长征2、3、4系列运载火箭的基本技术源于东风5号洲际弹道导弹,包括此次发射神舟九号的长征2F遥九火箭,其火箭发动机还是60年代研制的YF-20发动机的改进型。在改革开放初期,国防建设让位于经济建设,缺乏资金投入的中国航天顿时陷入财政上的困境,只能依靠国际卫星发射合同来维持。在这一时期,中国航天困顿到有时因缺乏足够的资金制造新火箭,只好从战略导弹部队调来已服役的东风5号洲际导弹,改装后发射国外商业卫星。

但到1999年《考克斯报告》出台后,美国开始禁止各国将包含美国技术或零部件的卫星,交由中国长征火箭发射。由于美国卫星技术当时在世界上一枝独秀,其它国家制造的卫星或多或少都含有美制部件,美国的这一限制等于将中国长征火箭驱逐出国际商业卫星发射市场。从1999年底直至2004年底,除了中巴合作资源卫星外,中国没有发射过一颗外国卫星。而从1999年底至2003年底,长征火箭共进行了16次发射,其中5次是神舟飞船发射,在2001年干脆只有神舟二号的一次发射。可见,正是载人航天工程帮助中国航天渡过了最艰难的日子。对一个特定的产业来说,没有什么事情比项目断档带来的伤害更严重,这方面的反面例子是国产核潜艇。1990年最后一艘091型核潜艇建成后,直至2000年左右,我国才开始093型核潜艇的建造,项目断档、专业人才流失直接导致我国新一代核潜艇研制举步维艰。

中国正在研制的长征5号重型运载火箭三维模拟图。长征5号、7号等新一代运载火箭采用全新设计的火箭发动机,在正式投入商业发射时需要进行验证,发射载人航天工程、探月工程中价格较为便宜的航天器可以积累发射次数。

载人航天工程可促进新一代长征火箭的成熟

随着国产通讯、气象、光学等实用卫星技术的成熟,中国航天得到了更多经费支持,不再依赖载人航天工程来维持发射次数。而随着北斗星座建设的展开,长征火箭的发射次数更是呈现了井喷式的增长,去年发射次数更是达到了创纪录的20多次,仅次于俄罗斯的36次。但目前发达国家的先进商用卫星有越来越重的趋势,例如欧洲阿斯特里姆公司的新一代重型通讯卫星质量达到了8500千克,我国新一代东方红5号卫星平台质量也将达到6.5-7吨,现役长征2、3、4号火箭均缺乏将这些重型卫星发射到地球同步轨道的能力。为此,我国展开了新一代长征5号、7号系列运载火箭的研制,以在未来国际卫星发射市场占有一席之地。

由于长征5号、7号采用全新设计的火箭发动机,在投入正式商业发射时需要进行验证,载人航天工程、探月工程二、三期工程正好可以为新一代长征火箭积累发射次数。新火箭发射具有较大的风险性,先用于发射造价较为便宜的空间站舱段、货运飞船、探月卫星在经济上是更合算的。例如近年中国为委内瑞拉发射的通讯卫星仅委方出资就达到了1.4亿美元,美国先进极高频通讯卫星造价更是高达17亿美元。而同一时期,日本HTV货运飞船的造价仅为1.3亿美元,俄罗斯进步货运飞船更只需约5000万美元。

对于技术仍较为落后的中国航天来说,载人航天工程并不仅仅是“面子工程”,也不只是为人类未来积累经验,而是对新一代运载火箭技术发展具有实际推动意义的项目。所以,中国载人航天工程可以有,关键在于资金的投入是否适度,以及经费使用上的公开透明。

对于技术仍较为落后的中国航天来说,载人航天工程并不仅仅是“面子工程”,虽然缺乏实际的军事、科研价值,但却对国产新一代运载火箭技术发展具有实际的推动意义。同时,载人航天工程也是中国人参与人类太空探索活动的最直接方式。

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