
神舟飞天,嫦娥奔月,北斗组网……近些年来,中国航天取得了令世界瞩目的骄人成绩。毋庸置疑,中国航天人的“航天梦”、“中国梦”正在逐步变成现实。
纵观世界各航天大国的发展历史,不难发现,冷战时期航天技术的发展往往具有很强的政治意义,目的大多是争取实现对地外天体的首次探测,如首次绕月、首次探火、首次登月等。
上世纪六七十年代,为了率先载人登月,美苏之间开展了激烈竞争,阿波罗计划的成功,不仅让人类的脚步首次踏上地外天体,在航天史上树立了一个又一个的里程碑,也让美国在美苏太空争霸中占得先机。
21世纪以来,随着以SpaceX公司为代表的民营资本进入航天领域,通用航天技术逐渐成熟,发射成本日益降低,低轨道发射和运输向商业化转型也成为一种发展趋势。笔者认为,未来以政府为主导的航天任务很可能将重点聚焦在国家安全和科学前沿上。
经过半个多世纪的发展,深空探测器已经到达过太阳系所有的行星和主要天体类型,具有重大象征意义、代表人类“首次”的未探索目标已经比较难觅。
与此同时,人类面临的三大基本科学问题“生命起源、物质起源、宇宙起源”的求解取得了重要进展,处于重大突破的前夜。黑洞、暗物质、暗能量这些看不见、摸不着,原本以为不存在的事物被证实在宇宙中广泛存在。防御小天体撞击地球、寻找第二个地球、搜寻地外生命、改造火星等,这些曾经是科幻小说最主要的话题来源,现在已经成为科学研究的重要领域。
除地面观测、实验室分析和理论研究的传统方法外,科学家很希望利用太空特殊的空间位置、特殊的空间环境和特殊的自然资源,以探索未知领域,求解科学问题,造福人类社会。
科学研究以科学家的兴趣和自由探索为主要特征。由于较少受到现有技术能力的约束,往往能够提出一些大胆新奇的探测设想。虽然这些设想可能被认为是不切实际或异想天开,或者需要航天工程“跳起来才能够得着”。但不可否认的是,这些大胆设想对现有的航天技术能力提出了更高更难的要求和更远大的目标。
这种以科学需求为导向的太空探索活动,既可以显著提升现有的航天技术能力,又可以获得具有重要创新的科学产出。反之,四平八稳、平淡无奇的探测活动,既不能解答重要的科学问题,又难以发挥对航天技术进步的推动作用,并非是以探索和挑战为主要特征的深空探测活动的应有之义。
深空探测本质上是科学探测,科学目标是牵引工程研制的重要引擎,也是人类开展深空探测的终极目标。航天工程和科学需求的深度结合,可以创造出合作共赢的结果。在国外,深空探测的第一任务大多是探索太阳系的起源与演化,第二是技术能力提升,第三则是激励青少年的探索精神,提升公众科学素养。仅仅强调技术能力的提升不利于争取公众支持,难以独立支撑一个深空探测任务的立项。
从长远来看,中国航天未来的发展一方面要面向社会需求和国家安全开展航天应用,另一方面,要面向科学前沿,探索未知领域,目的是拓展人类知识边界,保护地球,造福人类社会。因此,我们要特别重视发挥科学需求在航天技术发展中的牵引作用,要鼓励从事基础研究的科学家深度参与到航天工程的设计和研制过程中。
航天工程有着严格的质量要求、保密要求和节点要求,如何实现科学与工程的良性互动,怎样包容科学研究的探索性和科学需求的多样性成为难点。虽然转变的过程十分艰难,但这些探索和尝试将迫使我们突破现有技术瓶颈,显著提升现有的航天技术能力。(作者为首届香江学者,国家天文台青年创新促进会负责人郑永春)



