[血狼2周年原创]这一轮探月热潮的特点及中日印的竞争

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导读:[color=#00CCFF]欣欣然学社 出品 文 李蔡[/color]今天日本的探月卫星发射成功,最然距离宣布真正的成功还有100多个小时,但是最初的发射已经成功了,基本也算成功了一半了,毕竟最需要能量、最容易出问题的就是这个阶段。不免有些随感,发来与大家共享。有的感想不是今天才有的,只是一般的日常想法。 [B]1、 航天技术发展一直存在的竞争,与新一轮探月计划中的竞争 [/B] 月球探测是人类深空探索行动的第一步,至今已经经历了三个阶段。 第一个阶段( 1959~1976年
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这一轮探月热潮的特点及中日印的竞争


欣欣然学社 出品

文 李蔡


今天日本的探月卫星发射成功,最然距离宣布真正的成功还有100多个小时,但是最初的发射已经成功了,基本也算成功了一半了,毕竟最需要能量、最容易出问题的就是这个阶段。不免有些随感,发来与大家共享。有的感想不是今天才有的,只是一般的日常想法。


1、 航天技术发展一直存在的竞争,与新一轮探月计划中的竞争


月球探测是人类深空探索行动的第一步,至今已经经历了三个阶段。


第一个阶段( 1959~1976年)为第一次探月高潮期,在冷战背景下,美国和前苏联展开了月球探测的激烈竞争,实施了规模浩大的月球探测计划,探测高潮期间(1965~1972年),每年成功发射的月球探测器多达3~8枚,这个阶段主要就是美苏两国的竞争,当时并没有太多的经济利益,我方感觉纯粹是一种政治竞争,互相争的是一个面子和形象问题,其实不止在探月上这样,其他方面也这样,据说因为苏联抢到了载人航天第一的头衔,所以美国才一定要抢登月第一的头衔的,这种说法我觉得有一定的道理,因为那个阶段没看到月球在经济发展中的重要性。


第二个阶段(1976~1994)为月球探测活动的宁静期,随着冷战的结束,美苏(俄)两国基本停止了大规模的月球探测航天活动。我认为很简单,就是单纯为了面子而投入过分巨大的资金和人力,是不符合一个国家的利益的,当大家亢奋之后,感觉疲惫了,必然是长久的静默。随着苏联的解体,这种不惜力量争取面子的行为终于停止了。美国的状况当然更好,能够有把这样带有很强的政治意图的科技开发活动所积累的技术力量转化为经济能力(不能否认,航天行业最终在美国为主的努力下成为利润丰厚的产业了),这个本事成为美国能够不断前进而不仅仅是消耗金钱的法宝,到今天美国的火星计划并没有遭到过多反对的原因也在于此。


第三个阶段(1994年至今),月球探测活动重新兴起,由于能源需求和国际形势的变化,各国包括美国、日本、印度、欧洲和中国纷纷制定并实施了各自的月球空间探测计划。这是世界技术发展和能源紧张的必然结果,其目的性和实用性更加明确,国际探月活动进入重返月球、逐步建设月球基地的阶段,而逐步开发利用月球矿产资源、能源和特殊环境,建设月球基地,为人类社会的可持续发展服务,已成为新世纪月球探测的总体目标。因此,对月球的探测要求比原来高,不仅需要照片,更要精确测图和资源调查,需要新技术满足这些要求。这一阶段正值中国经济起飞,国家开始有了余钱开发点高技术产业,并且有点余钱瞄准未来高利润市场,进行技术布局,所以才有了我们的探月计划。


这一阶段我认为国家之间的竞争意味也非常明显,因此也有人说:这次的探月项目也都包含很强的政治意味。没错,我也这样认为,的确,政治象征意义是有的,但是不是全部。


2、 这次探月计划的国家竞争不仅仅是面子之争


这次实质有探月计划的国家其实有4-5家,除了目前挤在一起的日、中、印外,其实还有美、俄、欧,后面三家并没有参与到喧嚣的竞争说法中,因为,他们没必要参与,特别是美俄,他们的辉煌过去已经让他们有了先行者的荣誉,因此,他们的探月计划应该是比较纯粹地瞄准了应用目标的,要么是科学研究要么是宇宙资源开发,毕竟美国人在火星的探索计划,已经让他成为深空探测的老大,一骑绝尘。后面朝吵嚷染的是在争夺第二梯队的名次。


中日印是第二波探月计划的参与者,虽然他们之间有一种面子上的争夺,但是现在毕竟已经不是50年前了,人们对于冷战和军备竞赛航天技术竞赛的看法也冷静了很多,不会再盲目地为了竞争,为了单纯的政治目标而努力的,虽然有人这样说印度,但是我存在保留看法,因为就算稍微有点吃力,这一轮探月项目的意义并不只有政治意义和面子问题。


地球上的资源状态大家都看到了,可以说是竞争白热化,就算你是竞争中的先行者,也无法保持乐观,因为据估计,地球上的石油、煤炭,所有储量加起来,也只能够满足人类这样消耗50多年的,那么50年后呢?一个人可以不考虑那么长远,但是一个人类组成的集团-----国家却不能不考虑。无论是哪个正常国家的政府智囊,只要具有责任感,都会考虑未来的局势,特别是这样没有什么悬念而且关键到生死存亡的能源问题。因此,美国有专门的总统咨询小组,组织了关于未来社会能源技术等对国家发展的预测报告,里面对新能源以及新的动力来源的讨论比重非常大。未来的能源在哪里?太阳能、风能、核能、有机能源、新型动力装置等都成为国家投入资金研究的重要内容。而资源不能再生,地球就只这么大,宇宙资源当然成为未来的希望。


美国一向就是一个喜欢筹划未来的国家,美国看到了,其他国家也看到了。能力不同,但是抢占一点未来参与瓜分宇宙的先机和技术积累是可以一点点做起的。也许根本不需要50年,20年的变化就可能翻天覆地,这时候不开始,20年后反省今天的错误吗?所以,各国的探索太空的计划都是具有战略价值的,不仅仅是个面子问题。


在这次的发射浪潮中,中日印三国都有争面子的成分(也就是政治含义)在里面,也许该成分在政府官员眼里分量比较重,但是在科学家和工程人员眼里,其实际意义也很重大。中国的探月计划首席科学家欧阳自远的专业也能说明点问题,欧阳自远本身是学地质的,其科学目标的设定也是非常实际的。这方面的观点下面还有。


月球也是潜在的未来战略要地


中国兵法一向重视“势”这个概念,势的含义很多,其中地势也是战争胜利的一个重要因素,在古代,短兵器年代,小区域地形就可以成为决定战斗胜负的决定因素,在长兵器时代,这个地形区域所包含的范围就扩大了,扩大的范围与病理核武器的租用范围高度相关。到了今天,弹道导弹的普遍使用,远程战略武器的开发,使得这个“势”中所包含的地形的概念扩展到全球范围,占领了太空,就基本上那个占领了全球的詹罗制高点,才能在战争中获得“势如破竹”的优势。这是个大国太空竞争的来源之一,当地球轨道没有人能够全面占领,那么占据月球-----这一更高的地势,从而作为无法击落的永久的威慑,也不是纯粹的科学幻想,因此,当人类走向太空,家门口的山包,就是月球,占据这个高地,也就张领了地球的大门口的优势。所以,我认为,月球的战略地位,应该也是各国心照不宣的一个竞争着眼点。未来有多远?也许很远,也许就在不久的眼前。



面子是相当重要地,呵呵,成功是面子问题,而不是发射早晚差别的几个月。中国最初的计划是今年4月发射,当时的准备也就已经基本完成,但是没有因为要赶时间而强要发射,因为之前一个卫星平台的故障,这个项目推迟了。可见,在航天总公司的眼里,安全比几个月的早晚要更重要,这是自然的。


3、 日本探月计划的先进之处,与中国的探月技术发展意义


日本的探月计划在互相比较的中日印三国探月项目中算是最有特色的,除了月球表面地形、资源的探测外,日本的卫星还包含了对月球重力场的研究。日本的探月项目包含3颗卫星,一颗主星,两颗辅助小卫星,都绕月飞行,辅助卫星的作用是进行月球背面的卫星轨道的测量。


大家都知道,月球和自转周期和公转周期是相同的,也就是月球总是把一个面朝向地球,另一面地球上总是看不到的,而测量月球的地形,首先要知道准确的卫星的轨道(探月卫星载荷中的激光测距系统就似乎用来直接测量地形的,高分辨率影像也可以测绘地形),面向地球着一面的卫星位置,可以通过地球上设立的VLBI测量(中国新近建立了4个),但当卫星转到月球背面的时候,地面的测量就无能为力了,背面怎么测量卫星轨道呢?于是日本人就设计了3星系统,它通过2颗辅助卫星还测量月球背面的卫星的准确位置,这是一种创新,是过去的探月系统所没有过的。


在测绘方面,日本的计划更加周全有价值,我这样认为,时间上也更充足,他们整整计划、研究了10年之久,3次大的推迟,最后才今天发射,其中的技术难题自然也更多。



其他的卫星载荷从类型到指标都可大多可以说大同小异了,差异并不很大。


中国这是第一次深空探测,而且基本是独立实施的,开发所用的时间也是典型的中国模式。虽然从VLBI测量、到火箭、到测控、到卫星,可以说一切技术都是用了过去就掌握的内容,但是从地区表面到月球还是有足够的差别的,并非说说那么简单,当初,我曾经问一个部门关于一个模型,他说,正在做,没法给你什么,因为我们也没有,那时项目刚刚启动。我相信这一点,因为我和他不存在保密问题。后来和一个在国外的中国研究人员,他本想为国内的项目做点事情,但是他又说,我不敢提,欧阳自远开会明确说了不需要合作要自主研发,我还是不开口了。其实合作并不被研究人员排斥,只是他的话我听了觉得开心,因为首席科学家的原则说明了这个项目基本是用了国内的本土力量。和其他航天项目一样,目前愿意主动提供给我们什么,且乐于看到中国稳步进步的发达国家并不多。我们这一点可以自豪,无论做成什么样子,这就是中国可以做到的样子。中国是自己在探索积累摸索……我想这个意义也一样有价值。


中国的探月是一个工程项目,没错,并不涉及技术前沿的研究,但是他也包含者风险,毕竟刚会走路的孩子在家里和离开家到外面还是有差别的,其中的进步不言而喻,这样说不知道是否合理,呵呵,个人感觉。


4、 日本的科学目标与中国的直奔主题


日本的探月计划和中国的差别前面介绍了一点了,宣传的时候,其差别也比较明显,当然我说的一切都是我的感觉,个人观点,随意聊聊,不是政府声音的转达。


日本的载荷自然也有月球地形测绘、资源调查、宇宙射线研究等项目,但是宣传上比较强调的有一点比较突出,那就是日本探月卫星的重要科学目标:测量月球重力场分布,探索月球起源和演化。这一点是中国、印度卫星所不具备的。我在前一节说了,日本卫星能能够测量月球背面的卫星轨道,通过卫星轨道变化的准确测量,从而推算月球重力场分布。星球都是这样的,重力场分分布不均匀,因此理论上进行圆形和椭圆形轨道运行的卫星会因为重力场的不均匀而有高度的变化,叫做摄动,如果这种变化可以测量,那么重力场就有迹可寻。而月球背面的地形测量也就可以评价衡量其准确性了。



有了重力场,就可以推测月球物质的分布,从而作为研究月球演化的根据之一。当然还有其他技术和信息的支持才行。这个目标,属于天文学的范畴,比较纯粹的一种航天科学研究目标。日本并没有放弃对月球资源的探测,但是同时也增加了这样的当前看来属于科学目标的内容。从另外的角度看,这种测量也有实际意义,准确的重力场如果已知,那么可以用来推测卫星轨道,那么以后的探测卫星就可以更准确地预测轨道了,这是一劳永逸的事情。科学目标和实用目标相结合,是最佳的技术发展方式。


中国的卫星就单纯多了,一颗卫星,在月球背面的位置无法测量,月球正面的卫星也只能通过分布国内的4个VLBI来测量(日本应该是和美国共用了美国分布全球的测量站,我都没有去查证是否这样,因为我觉得是显然的,如果是我推测错了,请告诉我,谢谢),也就是,卫星在地球正面的时候也不是时时刻刻可以测量的(月球不只照在中国),显然精度会有很多的问题。


而后中国的思路我感觉应该很明确:直奔目标,一概杂事先不管。什么是目标?显然:第一次探路,获取精度一般的数据供初步资源调查研究和初步正面地形绘制,有了经验,第二次就提高精度,然后在正面找块地方详细调查,然后准备登月,我感觉,这样的思路够直接,够明确。了解精细的重力场分布并不是必须的条件。


这次日本、印度、美国都不是探测就算了的,都有后续的更加野心勃勃的计划,登月是已经没有疑问的目标,建立工作站是明确的目标,在上面抢占先机和地盘开发资源实现和战略目的是最终的目标。我不相信中国不想做,所以应该也是有着明确目的的。但是中国钱少,可能效率低点(但速度可不低,效率也因为速度而能够得到提高) ,因此目标只能更简洁些。这就是我说的直奔主题。


中国是发展中国家,国内的经济发展也不允许中国政府投入额外的大家都能看在眼里的钱去研究什么月球的起源,尽管研究这个的同时也能有实际应用的价值。当初神州飞船的发射旧有诸多的杂音,花14亿去研究什么月球的起源,那还不闹翻了啊。欧阳院士 直接说:为了资源!于是大家都理解了:我用不着,孙子就要用得到了。探月的卫星设计也是只为此服务的,除了探测资源就是测绘,别的什么也不管了,能顺便做的可以做,多余的东西就不上了。符合发展中国家的思路,也是符合我们的社会现实的。


5、 积极争取,平常心对待


我国的实力不是一颗卫星决定的,面子也不是一颗卫星的成败争来得,我们的航天技术比美国差很远是事实,从历史看来,投入的资金和人员也相差甚多,积累和基础并不雄厚,而航天技术却一定程度上正是金钱堆砌的,这样说并不市责怪政府投入,因为航天技术是一项投入产出比非常高的领域,甚至能够达到1:100,或者更多,其产出有的并不是直接的,间接的产出更是惊人,就看怎么运作。作衬衫和做飞机的利润差别大家都知道,航天的利润只会更高,虽然不是今天生产明天可以数钱,这一点不多说了。


因此,脚踏实地,一步步努力、投入,是我们这个国家稍微有点钱以后必须要做的。探月也一样,为了面子,我们要成功,为了技术积累我们要投入,为了未来的生存空间我们不能不做。一次发射是一次探索,是一次积累,最终目标的达成才是目的。所以,让我们祝福中国的嫦娥,一路顺风,一次成功。同时,也让我们保持平常心,那只是我们迈出地球的一小步试探。整体的实力才是体现整个社会的力量,在一块贫瘠的沙漠上,一棵单独的大树无法存活,整个社会的进步才会给无论什么技术和工程提供源源不断的营养,进而获得经济回报,形成良性循环,我们渴望的循环。


结束语


说了好多,要结束了,说句题外话,一个不能不提起地名:基里巴斯。其实每当想起嫦娥工程,我都会想起这个地名,因为一个偶然的机会我曾在最初的探月卫星轨道设计草稿上看到过这个名字出现了多次-------一个测控站的名字。我看到的时候,这个国家已经和台湾建交,而大陆在那里的测控站已经撤离了,所以,我才感到印象格外深刻。不知道这次发射,太平洋上用了哪个测控站......


本人非航天部门,只是比较赶兴趣,所以比较拄意某些信息,也因为专业原因对此有点了解,随 手写来,一些印象和看法,还有推测,也分不清到底哪些是真实的那些是我的个人理解,属于业余胡侃,有错之处也请包涵,指出来更是感激。



本文内容于 2007-9-19 13:39:33 被李蔡编辑

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