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1、登月到外太空探测规划构想中国很早就有登月设想。1968 年 5 月，航天部门制定人造卫星、宇宙飞船十年发展规划规划(草案)，设想未来十年发射载人飞船、50 吨级航 天飞机、150 吨级空间站，研制载重 50-150 吨的长征十号火箭。1978 年 8 月，领导指示：“在空间技术方面，我国不参加太空竞赛，现在不必上月 球。”863 计划重启载人航天论证，产生 921 工程。921 工程设想载人航天飞船起步，第二步发射空间实验室，第三步建造 20 吨级空间站。前两步已完成，诞生神舟载人飞船和天宫一号空间实验室。21 世纪初，载人航天展开包括登月在内的发展论证，先期批准了空间站计划。载人登月项目竞争
2、对手众多，登陆对象还可以选择小行星和火星。登陆以前需对目标展开侦察，无人探测登陆优势明显，对载人登陆项目构成挤压。863 计划成立月球探测课题组，1994 年展开论证，2001 年环月探测立项。月球探测属于深空探测计划的第一步。月球探测工程第一期发射嫦娥 一号、二号探测器，照相侦察；第二期发射嫦娥三号、四号，登陆侦察；第三期发射嫦娥五号、六号，登陆月球，采样返回。月球探测工程 2020 年结束。正在论 证月球无人基地，采用南极科考站类型，建立月球实验室和观测平台。月球以远的深空探测需要建设耗资庞大的测控网，中国从对外合作起步。2007 年决定与俄罗斯联合探测火星，2011 年发射失败告终。目前
3、深空探测论证已经成熟，路线图处于待批准状态。深空探测的重点是火星，计划 2018 年发射探测器和火星车。深空探测内容丰富，小行星探测难度中等，也是论证重点。计划 2018 年发射小行星探测器，考察 12711 号等小行星。远期计划探测谷神星，采样返回。论证中的项目还有金星探测器、木星探测器，并计划考察太阳系边界的柯伊伯带天体。载人登月论证发挥了引领作用，是否登月并不重要，探讨航天发展方向、空间科学等发展方向、载人航天的未来才是关键，选择什么样的发展路径干系重大。如果论证登陆火星有利，就会先期重点投资火星探测，远期发展登火关键技术，牵一发而动全身。表面上看，登月有四大需求，一是月球资源和能源丰富
4、，二是带领科学群和技术群发展，三是政治影响，四是国家形象。实际上，月球资源达到经济开发 的条件非常遥远，开发小行星资源都比月球有利。学科与技术发展也没有吸引力，无人探测项目满足学科需求，航天技术的溢出效应虽然可观，但是直接投资相关的 技术领域是最好的，完全没有必要通过投资航天曲线达到目的。登月项目在投资领域和主要收益上存在双重的激烈竞争，占尽劣势。从国家角度来看，总投资确定，航天投资比例大了，其他领域投资相对少了，航天要有比较优势才能占据有利份额。从收益上看，航天是科学项目的工具，航天带领学科发展，太绕弯了。登月特有的收益只能是政治。航天技术发展的主要推动力是军事，载人航天项目的主要推动力是政
5、治，经济上得不偿失，各国长期激烈争论。中国航天历史形成的有利地位有其特殊 性。863 计划本身就是耐人寻味的，其中三分之一以上的直接投资流向航天，航天发挥了门面作用。中国重视科技，如航天。实际上整体科研投资比重不断下 降，21 世纪初才扭转下滑趋势。科研投资强度依赖工业发展，山寨阶段不需要很多研发投资；工业化阶段主要是应用投资；工业化完成以后，技术发展越来越依托 科学发展，基础科学投资才成为必要。在没钱研发投资的时候，重点发展航天，一肥遮百丑。航天并不仅仅肩负着自身发展的责任，很大程度上肩负科技部门的重 托。中国的载人航天项目非常成功，并具有示范意义，牢牢占据了比较优势，因此，才会开展载人登月
6、论证。载人航天继续突破，开支将急剧上升，而政治收益呈下 降趋势，支持力度必然下降，不再可能拥有如 921这样的重大决策地位，登月大约是重要决策的地位。2020 年后，中国完成工业化，将大举投资基础科学、前沿技术，航天的特殊地位将逐步消失。美国每年的民用航天投资接近 200 亿美元，数学投资 远远超过 200 亿美元，可想而知，中国未来科学投资的缺口会有多么巨大，只怕航天人都不好意思再要求特殊地位了。航天领域的科学投资，效益最好的是无人探 测器，高风险高收益特征明显。千亿规模的国际空间站固然万众瞩目，十亿规模的无人探测器就能带来巨大的科学荣誉，载入科学发现的教科书中，载人航天没有这 种荣耀。公众
7、对航天领域的科学投资高度支持，并深刻影响航天投资投向。哈勃望远镜总投资达到百亿美元，虽然很贵，公众大力支持，强迫NASA 一再延长哈勃 的寿命，哈勃望远镜已经成为 NASA 的里程碑项目。机遇号和勇气号火星车的遭遇耐人寻味，在短平快思想的指导下，经反复阉割，发射升空，设计寿命只有三个 月，结果是出乎意料的长寿和出乎意料的轰动，长期吸引公众视线。NASA 的目标火星车是好奇号，历经多年延误，耗资 24 亿美元，想要达到机遇和勇气的公众 爱好度的难度非常大了。机遇和勇气长期工作，总开支只有 10 多亿，赚尽口碑，公众对火星探索项目的热情持续高涨，而 NASA力保的载人航天项目越来越不受 欢迎，重返
8、月球计划被取消时，乏人同情。NASA 的郑和病越演越烈，目前几乎所有重大项目都遭遇不可持续发展，表现在高瞻远瞩和鼠目寸光之间摇摆不定。因为载人航天不受欢迎，NASA 远期规划重点在地球，如研究可能撞击地球的小行星、日地联系等，就算印度、日本的航天计划，也没有这么憋屈。我们不清楚郑和船队为何中止地理大发现，也许蒙元留给大明帝国遥远西方的模糊消息得以清晰，游弋在印度洋的郑和船队没有发现帝国的潜在敌人，也 没有发现帝国所需要的资源，空耗国库钱财的航行失去吸引力。经过大航海，中国人可以安心过日子了。因为政治变动引起项目夭折在什么时候都屡见不鲜，郑和船 队的问题在于没有获得有吸引力的发现，政治继续支持不
9、可行。郑和病并非病在政治支持上，而是病在一无所获上。航天时代经常和大航海时代相提并论，大航海留 下的遗憾和教训却往往被忽视。载人航天是人类发展的一个机遇，必须发展，未来何去何处留待未来讨论。前景不明时，应走可持续发展道路，以可以接受的投资强 度、可以接受的发展速率、可以接受的低收益，等待状况的改变。载人登月大可以论证个几十年，等来立项的机会，或者论证出无需登月。为了给未来保留一个发展 机遇，论证投资不是浪费，停止论证将是一个错误。中国航天在钱学森的带领下，拥有可持续发展顶层规划的传统，载人航天项目进一步树立可持续发展观念。921 工程飞船起步，起点不高，考虑的重点 是确保在有限经费、有限时间内
10、获得项目成功。对未来发展的考虑不多，为了减少对未来发展的干扰，降低了目标要求。921 工程研制出载人飞船，加以定型，作 为阶段性的运输工具，远期作为空间站的救生飞船。下一步建设空间站，稳妥起见，先研制空间实验室积累技术。天宫实验室将载人航天立项之初预留的发展潜力挖 掘殆尽，启动空间站项目需要全面更新设施。空间实验室最初计划发射天宫一号、二号、三号。天宫一号重 8.5 吨，天宫二号加以实用化。实用化的空间实验室需要货运飞船补给，神舟载人飞船改 成货运飞船，运载能力 2.5 吨，不能适应空间站需求。研制空间站版本的货运飞船超过现有火箭运载能力，长征二号 F 改进最大构型载重 11.2 吨，依然不满
11、 意，研制全新火箭、飞船方案有优势。长征七号是长征二号 F 的煤油版，换用液氧煤油发动机，发射货运飞船，最大载重 13.5 吨，未来将发展载人版本，发射神 舟飞船。货运飞船命名天舟，海南发射场发射，货运上载 6.5 吨，下载 6吨。天舟模块化、标准化、通用化设计，可以为空间站提供推进剂补加，并能调整空间站 姿态和轨道，运送大型舱外设施或小型舱段，支持空间站的建造与运营。货舱有封闭、半封闭、开放式三种构型，空间站重量容许、能塞进飞船的零碎都由天舟包办 了。限制 5 吨重、长 4.5 米、直径 3 米。空间实验室计划最初方案是保底方案，目标能够实现，对未来发展的支持不够，很快调整为面向未来发展的方
12、案。天宫二号使用天宫一号备份改制，验证部分空间站技术，取消天宫三号，研制长征七号火箭和天舟飞船，精简了项目流程。空间站命名天宫，估计冻结整体设计，进入详细设计阶段。最小构型是一个核心舱和两艘飞船，出现在建造初期。核心舱重量 20 吨，命名天和，前部节 点舱，插入各种舱段和停泊飞船。使用节点舱的转位机构或机械臂，可以将其他舱段转位到预定方向。空间站舱段载具是长征五号 B 火箭，最大载重 25 吨，海南发 射，预计 2016 年前发射。空间站最小构型用于关键技术验证，2018 年发射天和舱。多次发射神舟和天舟用于对接，验证空间站建造的核心关键技术，进展顺 利直接进入建造阶段，不顺利，发射改进型核心
13、舱建设空间站。空间站基本构型增加实验舱 I、II。实验舱 I 命名问天，实验舱命名巡天，发射重量约 20-22 吨。实验舱搭载科学载荷，同时备份和增强核心舱 平台功能，可以独立飞行。实验舱有密封舱、气闸舱、资源舱等灵活搭配组成，并有一个小型机械臂。密封舱除了搭载科学载荷，还用作仓库，存放物资。气闸舱用 于舱外活动，建造初期由天和节点舱承担，以后作为备份，日常将主要使用问天气闸舱。科学载荷贯穿于载人航天工程，神舟、天宫一号、二号都有搭载。天宫二号搭载伽玛暴偏振探测仪(POLAR)，中科院、清华大学和欧空局 (ESA)合作研制。空间站有宇宙灯塔计划，研究利用 X 射线脉冲星信号实现航天器自主定位和
14、导航，同时研究宇宙中极端的物理现象。大型科学载荷有大规模成 像与光谱巡天，巡天舱搭载，一台 2 米口径光学望远镜。中型载荷有 X 射线紫外全天监视器和高能宇宙辐射探测设施(HERD)，候选的小型载荷很多。问天舱可 以搭载中小型载荷，巡天舱除了空间望远镜，还可以搭载小型载荷。预计 2019 年发射问天，2020 年发射巡天，2022 年完成建设。国际空间站缺乏瞩目的科学载荷是一个巨大缺陷，天宫空间站主要载荷用于科学研究，拥有足够的影响力。天宫空间站最大构型 180 吨，增加 1 个核心 舱，2 个实验舱，4 个舱外暴露试验平台。空间站将对外合作，联合研制或国外研制舱段，进一步增强影响力。天宫预留
15、很多各种类型的接口，可以灵活增加中小型 科学载荷，舱外暴露试验平台由实验舱挂载，新增核心舱可以挂载大型载荷。希望上空间站的科学项目很多，国际合作前景广阔。天宫空间站项目规划非常令人满 意，甚至于让我不好意思再挑刺了。中国载人航天特点鲜明，成功远远多过教训。一是目标长远，在长远规划下合理安排节奏；二是确保项目成功，项目成功是可持续发展的基础，选择长期可以保留的内容如神舟，或可以抛弃的保守方案如神舟版的货运飞船；三是面向可持续发展，方案的可持续性越好，方案越佳；四是费用可持续，以不断优化的方案节约成本，抵消不断上升的成本；五是基础先行，如首先启动研制大型运载火箭、空间机械臂等，再启动空间站项目。完
16、美度欠佳的项目是长征五号运载火箭，千呼万唤不出来。863 计划就有大型运载火箭内容，至今还没完成，“种种原因”再多，也说不过去了。长征 五号低估了大推力火箭发动机的研制难度，投资强度不足。长征五号一次性挖掘了发展潜力，首发选择最大构型，毕其功于一役，动态论证不足。从大型火箭的角度 出发，长征五号发动机多了些，单机推力小了些，虽然设想未来可以不研制大推力发动机，但是大推力发动机的需求只会越来越强烈。本意节约大型火箭投资，未来 如果投资大大推力发动机，即是重复投资，造成浪费。从可持续发展的角度，而不是静态角度考察，长征五号规划应能进一步优化。长征五号的思路是 NASA 官僚 病的思路，一个成功的大型项目顶得上十几个分散的小型项目，必然是高风险的。长征五号的延迟，导致中小型火箭换代延迟，长征六号、长征七号等立项比较晚。 不过，长征五号的主要问题是投资强度严重不足，导致越延期，项目越不令人满意，倘若按期在 2008 年首次发射，什么问题都不存在，错过好评的机会窗口。中国载人登月论证的第一个目标日期是 2025 年，研制长征五号超大型构型火箭登月
