中國科技2020|逆襲與搶灘 火星計劃背後的中國太空野心

撰文:孫瀾
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2020年年終的中共中央經濟工作會議上,政府為2021年發展重點部署八大任務。這場中共高層官員的工作會議,不僅將「強化國家戰略科技力量」列為下一年經濟發展首要任務,且坦言要通過舉國體制優勢發展高科技,「盡快解決一批『卡脖子』問題」。顯然,在高科技領域的全球競爭中,中國要提高自己的話語權。
回看2020年,中國在登月工程,火星探測、衛星導航、載人深潛、量子研究、數據庫技術替代、核聚變技術國際參與以及中微子實驗和晶片製造等領域,均有亮眼表現或國家戰略部署。這些領域的科技研究,對應着怎樣的現實意義?中國的競爭優勢和現實挑戰格局如何?下一步的發展方向又在哪裏?

2020年10月1日,中國國家航天局發佈中國首次火星探測任務「天問一號」探測器飛行圖像。(中國國家航天局)

「中國熱切地希望證明自己有能力獨自完成複雜的星際任務,而登陸火星是一項艱鉅的成就,以前只有美國和蘇聯完成過。」這是西方媒體對於中國成功發生火星探測器「天問一號」之後,給出的評論。

中國前往火星的探測器——「天問一號」火星探測器,正在飛往遙遠的火星的途中。根據計劃,預計將在2021年2月份中國傳統節日春節前後被火星捕獲,2021年5月左右,即中共建黨100周年前降落在火星。

「天問一號」的名稱,取自公元前三世紀中國詩人屈原所創作的長詩《天問》,「寓意探求科學真理征途漫漫,追求科技不斷創新永無止境」。在好萊塢電影《火星救援》裏,中國的國旗——「五星紅旗」以破局者的形象出現。如果進展順利,這一幕可能很快就會成為現實。

火星計劃與進入爆發期的中國太空探索

中國首次自主發射的「天問一號」探測器,於2020年7月23日12時41分由長征五號遙四運載火箭從海南文昌航天發射場發射升空,成功送入預定軌道。根據計劃,探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後到達火星附近,完成火星捕獲後進入環火軌道,並擇機展開着陸、巡視等火星科學探測任務。其既定目標是尋找當前和過去生命的證據,並評估行星的環境。

一次性完成「繞」、「落」、「巡」三大目標,通過火星衛星、火星着陸器、火星車聯合探測火星。如果一切順利實現,這將是全世界首次在一次任務當中完成這三個目標,意味着中國將創造人類火星探測史的新高度。

「天問一號」探測器太空之旅時間線:

2020年7月23日中午12時41分15秒,在海南島文昌航天發射場由長征五號遙四運載火箭成功發射,順利進入地火轉移軌道;

2020年8月2日7時整,「天問一號」探測器3,000牛發動機開機工作20秒,完成第一次軌道中途修正;

2020年8月28日10時08分,「天問一號」飛行路程達1億公里,距離地球1,075萬公里;

2020年9月20日23時,在距離地球約1,900萬公里處,「天問一號」火星探測器按計劃實施地火轉移軌道第二次中途修正控制;

2020年10月9日23時,在中國首次火星探測任務飛行控制團隊控制下,「天問一號」探測器主發動機工作480餘秒,順利完成深空機動;

2020年10月28日22時,「天問一號」完成第三次軌道中途修正;

2020年11月17日凌晨,「天問一號」飛行里程超過3億公里;

2020年12月14日21時,「天問一號」飛行里程約3.6億公里,距離地球超過1億公里,距離火星約1,200萬公里。

預計將在2021年2月份中國傳統節日春節前後被火星捕獲,2021年5月前後降落在火星。

「天問一號」的「家書」引發網友熱議。(中國航天集團)

實現人類到達火星,是中國太空計劃中長遠的目標之一。在火星探索上,目前只有美國、蘇聯、歐洲航天局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和地區。

事實上,火星探測計劃只是中國諸多太空探索計劃中的一項。在經過50年追趕,中國的太空探索,在2020年後迎來爆發期。2020年12月17日,中國的返回式月球登陸器——嫦娥五號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。而作為對美國全球定位系統(GPS)的回應,中國自主建設了北斗衛星導航系統,已經在2020年完成全部組網衛星的發射,實現全球服務能力。

中國大型多艙段組合式空間站——「天宮號」的建設也在2020年進入最後階段,目前「天宮號」空間站核心艙已經進入海南文昌航天發射場,準備擇機發送。據悉,最晚將於2021年上半年發射升空。按照時間表,到2022年中國將在天空建立一個全面運行的空間站。一旦美國主導的國際空間站在2025年退役,中國的空間站將成為世界上唯一在軌的大型空間站。

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;在2030年前後還有一次木星系及行星際穿越探測,即探測完木星和木衛4之後還要飛往更遠的深空。從中國公布的各項航天產業文件可以看到,中國為未來幾十年的太空探索制定了明確的目標,且正有條不紊地實施既定計劃。

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中央電視台節目上在解釋為什麼中國想要登月時說道:「宇宙就是個海洋,月亮就是釣魚島,火星就是黃巖島,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。」雖然中國的太空探索在時間上落後於世界,但已經開始實現逆襲與搶灘。

中國何以成為太空探索「頭部玩家」

中國已然是太空探索領域的「頭部玩家」,這應該是全球的共識。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,甚至未來可能成為主導者。那麼,是什麼讓中國實現逆襲與超越,甚至開始搶灘呢?

前不久,一張泛黃的舊報紙走紅中國網絡。這張2005年的《科學發現報》一角寫着:「國防科學工業委員會領導對外宣稱,中國探月計劃已進入實施階段,3年內,一顆屬於中國的衛星將開始繞月飛行;6年內,中國月球車將在月面軟着陸;2020年之前,中國研製的機器人將把月壤樣品採回地球。」

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12月17日凌晨,嫦娥五號順利返程,帶回從月球採集的約2公斤土壤。至此,中國探月工程「繞、落、回」三步走規劃如期完成,15年前立下的「探月Flag」全部實現。回望當年世界各國公布的探月計劃,或失敗、或夭折、或延期,只有中國將一張藍圖繪到了底,如期精準完成了「三步走」中的每一步。中國的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。按照既定目標,持續不斷投入和實施,這是中國在太空探索領域成功關鍵因素之一。

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。

當然,中國太空探索領域的突破,也反哺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。

未來幾十年,伴隨着中國經濟和綜合國力的跨越,中國的天空探索從逆襲到超越也非沒有可能。包括美國在內的先進西方國家,一直就是中國努力超越的目標。

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。

全球星際爭霸 中美首當其衝

1957年,蘇聯第一顆人造衛星開創了人類征服太空的時代。1961年4月12日,蘇聯宇航員尤里·加加林(Yuri Gagarin)乘坐東方一號飛船進行了人類首次太空飛行。同年5月5日,美國航天員謝潑德(Alan Shepard)乘坐「自由7號」宇宙飛船,在太空停留了15分鐘,成為人類歷史上第二個太空人。面對世界「兩強」在太空領域取得的成就,當時的中共領導人毛澤東為之震驚,他問道:「我們怎麼能算是強國呢?我們甚至無法把一顆土豆送上太空。」

鄧小平曾說:「如果六十年代以來中國沒有原子彈、氫彈,沒有發射衛星,中國就不能叫有重要影響的大國,就沒有現在這樣的國際地位。」那麼在21世紀,太空領域的探索就是與之類似的實力代表。「中共想要向世界證明,他們在美國主導的太空秩序之外另闢了一條真正的路。」紐約時報說。

華盛頓大學空間政策研究所創始人約翰.洛格斯登(John Logsdon)曾說, 「中國將太空實力作為全球領導地位的一個標誌」。美國生活科技雜誌《Popular Science》的一篇文章這樣報道也撰文寫到「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。」

事實上,華盛頓早已感受到來自中國的威脅。2016年,美國專家們在眾議院空間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?」這一話題,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。NASA還於2020年7月17日發射毅力號火星車(Perseverance Rover)。發射時間與中國的火星探測計劃「天問一號」幾乎同步。毅力號火星車將在太空中旅行5個月,2021年2月份抵達火星,時間上早於中國的「天問一號」探測器。

「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)主任詹姆斯.劉易斯(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。」《華爾街日報》一篇題為《中國在太空尋求主導》的報道稱,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,中國航空產業的發展極有可能會導致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足以說明,太空中的實力展示往往能影響到地緣政治上的互動。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)就指出,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。」中國太空探索領域的成長,也為其他國家除與美國合作之外提供了另一個選項。

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。」太空項目被視為國家實力和威望的象徵,全球已有多個國家出爐了太空戰略規劃,爭奪太空話語權已成為各國戰略競爭的重要方面。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。

當然,除了美國、中國備受矚目的太空志向外,還有一些國家和地區業已在行動,全球太空之爭似乎正在形成風起雲湧之勢。