载人航天与文明进步

重大科学发现和重大技术发明往往需要经过很长时间，甚至是几代人的努力。其对未来的影响，并不能够仅仅用当前眼下的效益来衡量。在哥白尼、伽利略、牛顿的时代，人们研究太阳系、研究恒星、研究自由落体，并未对当时的民众生活产生直接影响。当年苏联发射第一颗人造卫星时，人类也并没有预料到卫星技术的发展会对人类的生活产生如此巨大的影响。从人类文明发展的道路来看，人进入外空空间是必然趋势。载人航天能使我们对宇宙的了解和对人类自身的了解更加全面，从而推动人类文明的进步。虽然人进入太空的代价很大，但由此带来的巨大效益，值得我们去尝试和付出。

Q：长期在轨载人空间平台的发射、运行费用很昂贵，从您的角度来看，其对国家、社会和人民的价值何在？

周建平：采用目前的技术，各种航天活动的成本的确都比较高。载人航天反映了人类不断探索、不断发现的追求，这其中就包括了生存空间的拓展，技术上更为复杂，难度更大。这方面的每一次进步，都给人类发展带来了巨大的推动作用。从空间上讲，我们可以看到航海、航空对我们社会的影响，也可以看到航天技术、卫星技术对生活产生的巨大影响。载人航天开拓了一个新的领域，把人送上太空。首先是去了解太空，然后是开发太空、利用太空资源，从而拓展人类的生存空间。这对人类来讲，应该说是一项开拓美好前景的事业。

太空有地球所没有的独特资源和极端环境，轨道上的重力基本上是零，还有高辐射、高真空、高位置等这些地球上不具备的资源，可以给人类新的发现和探索机会。当然，对外星球、月球、太阳系、宇宙的探索，更可以大幅度提高我们对宇宙起源的认识和对生命起源的认识。

人类文明的发展史上，人类活动空间从陆地拓展到海洋，引发了全球范围人类的相互了解和交流，包括新大陆的发现。航空技术使人类进入了空中，使地球变小了。航天技术的出现——譬如最典型的卫星通信广播——使地球变得更小了。进一步地走向太空，应该说又进入了一种新的疆域。太空相对于海洋和大气层，其实已经给人类带来很多机会，一定也会带来更多的机会。

Q：您刚刚谈到的探索和发现，都建立在很高的成本上。但人类对地球本身的秘密已经探索得差不多了吗？

周建平：人类对自身的了解，对生命现象的了解，离我们的愿望和需求还有很大的距离，比如说医学方面。但人类为了发展，不能只解决眼前的事情。如果人类的祖先一开始就只解决眼前的事情，那么几百万年来，他们所面临的最突出问题是生存。但为什么会出现自然科学？现代自然科学的起源之一是对天体的观测，叫做观测天文学，其发展的动力是探索和了解宇宙。人类从来没有、也不应该在所有问题上都急功近利，这样才能更好地持续发展自己。人类的确对地球还有未知的领域，而且这方面的研究是重点，但这并不妨碍人类走向外太空。

Q：您接受采访时说，中国航天20年的投入不及美国一年的，请您介绍一下这个数据的来源？这样的成本构成的原因除了我国科技人员的主观能动性以外，还有哪些方面的因素？目前印度，日本都准备上载人航天，他们可能复制中国的道路吗？

周建平：中央政府在载人航天工程上的总投入都是通过中国载人航天工程办公室管理，所以我说的是个很准确的数字，是毫无疑问的。

这个投入是按照既定的工程目标进行预算，按计划实施，不是算出来也不是估出来的，是到现在为止实际花掉的费用。在工程实施过程中，我们在技术路线上就考虑用尽可能少的投入来达到工程的主要目标。

发展载人航天，我们必须要有适度的目标，有长远的规划，每一步都要设置适度的目标，然后根据目标设计经济合理的路线。每一次发射都要追求技术进步并取得最大效益，这样可以减少飞行次数。近几年中国载人航天几乎是两三年才发射一次，但每一次发射在技术上都有比较大的跨越。未来，我们将用不多的费用来把能力提高上去，最后达到建立空间站的目标。

Q：一些媒体对发展载人航天提出了质疑，出现了“费用这么高值不值”的说法。随着技术的成熟，载人航天是否有可能创造足够经济效益，比如在太空旅游、太空制药、空间制造高性能材料器件等方面？

周建平：载人航天是探索性的事业，是为了追求新的科学发现和科技进步。但这是需要过程的，重大科学发现可能要经过很长时间的努力，而在太空进行这样的努力，成本是高昂的，实践证明，不能仅仅用眼下的效益来计算。在哥白尼、伽利略、牛顿的时代，人们研究太阳系、研究恒星、研究自由落体，这对于当时的民众生活并无直接的影响，其实这些研究成果未来的效益和影响当时也看不到。当年苏联发射第一颗人造卫星的时候，我们能知道卫星对人类的生活会产生如此大的影响吗？载人航天技术难度很大，飞行任务的代价也不低，现在就要考虑收支平衡甚至赢利，未免有些急功近利。

但发展航天对我们国家整体实力的带动是客观存在的，航天工程本来就是集技术之大成的大型系统工程。一个弱小的国家、没有基础的国家是绝不可能做出来的。敢于承担这样一个成本和投入本身就是国家能力、实力的反映。为什么说航天凝聚全国人民的能力，中华民族的力量呢，航天本身的难度、倡导的探索和发现精神，甚至是在实施过程中克服的风险，都会吸引广大民众、也一定能得到民众的支持。我认为一个民族需要有这种开拓精神，除了获得经济效益以外，一个民族还要有探索精神，要有为全人类文明作出贡献的愿望和实际努力。中华民族是世界上最大的民族，为人类文明作出过巨大贡献，今后还要这么做。发展载人航天就体现了这样的努力和愿望，同时也体现了我国的能力，中华民族有更高的追求。发展载人航天，包括载人航天技术本身的突破，对激励民族精神、不断创新都有着巨大的推动作用。

我坚信发展载人航天，今后会带来新的科学发展机会，也会带来资源的开发和利用。有一些人问，地球上很多事情没有解决，为什么人类要跑去太空？应该看到，有些事情地球上是解决不了的，比如说太空里的微重力，地球上就没有。在地球上只能创造若干秒失重，而且微重力水平还不高。但太空里可以获得持续的失重环境，意味着可以使不同密度的东西，比如气、油、水等可以均匀混合在一起，对材料、对生命科学可能产生革命性的成果。

距离产业有多远？

空间站当前的重点是空间科学实验和技术试验。利用空间站这一平台开展各个方面的科学研究，包括生物、材料、人类自身健康、天文、地球科学等方面，可以促进科学技术发展和科学创新，改善人类的生活，这是我国载人航天当前最主要的目标。

Q：我国一直在坚持搞太空育种，您认为这些项目现在取得了哪些效益？进展如何？

周建平：太空育种开展了很多年，确实也取得了很多积极成果，已经形成较大规模的产业，走进了千家万户的菜篮子、米袋子。

至于空间工厂等，比如制药、材料等方面的工作，近几十年国外开展了很多探索工作。我国也开展了这方面的工作，研究和探索一直在持续。中国的空间站会在这方面提供更多机会。这其实就是利用规模的问题。过去我们开展的规模比较小。如今有了这样的条件，加上我们自身的技术进步，我相信可以获得一些新的材料，包括制药、高性能的材料，如生物材料和电子材料等。这个未来肯定是一个发展方向，当然也包括太空能源开发的问题。

Q：上面说的这些应用研究，从科研到产业化的过程大概需要多久？

周建平：太空科研成果产业化的应用实例非常多，比如说育种。当然，我所说到的探索项目，还需要一步一步做工作。空间站应用现在还处在科研阶段，有很多因素要考虑，包括成本。空间站当前的重点是空间科学实验和技术试验。我们的目标是通过空间站开展各方面的科学研究，包括生物、材料、人类自身健康、天文、地球科学等方面。

这些活动可以发展科学技术，促进科学创新，改善人类的生活。这是我们追求的最主要的目标。

载人航天的未来

空间站为科学家提供了科学实验、科学研究的平台，这也是为人类文明发展作贡献的一种主动追求和行动。载人飞船是一个天地往返运输工具，只是空间站工程的一个组成部分。而空间站是一个在轨长期运行的空间平台，规模比较大。我国的空间站由三个舱组成，约60吨级规模，未来可以拓展到上百吨。

Q：空间实验室难点何在，现在的科研攻关进展如何？

周建平：空间实验室是空间站的过渡，用于空间站相关技术的验证。长期在轨的空间站，是一个十分复杂和庞大的系统。首先，它是一个远比载人飞船复杂的系统。载人飞船是一个天地往返运输工具，是空间站的一个组成部分。而空间站本身是一个在轨长期运行的空间平台，规模比较大。我国的空间站由三个舱组成，具备进一步拓展的能力。根据任务，未来还可以拓展到上百吨。空间站的整个平台要求在轨运行十年以上，要完成各方面复杂任务。要想有效地管理和运营它，就必须控制它、提供足够多的能源等。要保证人的生存和安全，保证各种各样的科学实验开展。要把人送得上去、接得回来，还要补给人需要的东西，科学试验需要的东西，要进行维修维护。这不是单一飞船能相提并论的。无论是技术难度还是管理难度，包括长寿命可靠运行的难度，都比现在要大得多。

Q：您刚刚一直在谈载人飞船。那么航天飞机那样的有翼载人航天器是否有意义？未来中国会考虑这种手段吗？

周建平：航天飞机是航天技术、载人航天技术非常大的成就之一。无论是技术水平、技术复杂度还是能力，都是其它航天器不能比拟的。航天飞机首次实现了部分可重复使用。在国际空间站的建造过程中，在对其他卫星的在轨服务和空间科学实验方面都做了很多工作。所以要充分肯定航天飞机的技术成就。

航天飞机的退役有很多原因，最大的问题是没有实现当初设想的高可靠性和低成本目标。如果载人航天活动不能有效保证人的安全，无论决策者、从事具体工作的工程技术人员，还是民众，都很难接受。航天飞机当初考虑通过可重复使用来降低成本，但运营、维护费用非常高昂，实际成本比当初追求的目标成本差10倍。

但是航天飞机这种有翼飞行器，作为天地往返运输系统，仍然是一个有意义的发展方向。有翼飞行器是可重复使用的较好技术路径。如果要实现更好的可控性、定点着陆，那么有翼飞行器是有好处、有优势的。如果技术进步可以解决过去航天飞机面临的问题——比如防热、安全性、重复使用成本等方面问题——那么航天飞机这样的有翼飞行器还会是一个重要的发展方向。

Q：在《卫星与网络》杂志看来，目前国外航天载人发展并不是很顺利，美国可能面临着长达数年无载人航天器空白，俄罗斯飞船虽说已经成熟，但是新一代飞船没有落实。我们从中可吸取哪些方面的经验教训？

周建平：美国的情况不应该叫做发展不顺利。由于航天飞机的退役，美国现在没有一个可以天地往返的载人航天运输工具。可以看出美国在任务规划方面缺乏衔接性。他们一直在搞的CEV没有很好地衔接，在一些大的目标上出现了摇摆，这确实有问题。

但美国现在仍然在通过多条路径研制新的载人天地往返运输工具，包括NASA和一些私人企业。我认为美国现在的问题主要是技术衔接出现了问题，美国的技术和工业基础不存在问题，几年以后能够弥补这方面的空白。

俄罗斯飞船技术非常成熟，“联盟”飞船服役几十年来出的问题很少。俄罗斯因为经济原因，最近20年发展的新东西不多，时隔多年发射的“福布斯-土壤”探测器还失败了。但现在俄罗斯国家领导人还是非常重视航天的，保持在航天技术领先地位的目标还是非常明确的。

作为大国，美国、俄罗斯尽管有一些周折，技术能力应该说还是比较强的。

中国载人航天的开放与对外合作

空间站为科学家服务，也应该为公众服务，提高公众的科学素质，进行科普教育，激发青少年的学习热情和创新的愿望。作为国家投入的科学实验，要以青少年教育为己任，制定计划，激发青少年的想象力、创造力、创新能力。这样国家才会发展得越来越好，才会在世界的文明发展中，为人类做出更大的贡献。

Q：按照计划，2012年之后，我们的载人航天工程有着繁重的任务，应当如何理解这些任务的重要性。

周建平：天宫一号计划和三艘飞船对接。我国已经发射了神舟八号，以后还有神舟九号、十号。主要目标是验证交会对接技术，把人送入空间实验室，解决人在太空中的居住、医学、保障等问题，也要开展科学实验。当然，要为科学家们提供一个较大规模的应用平台，大概要等到未来2020年左右，即空间站阶段。

航天器在近地轨道上工作，还是有一些大气阻力的，虽然阻力不是很大，但天宫一号轨道高度每天还是有百米量级的衰减。太阳活动厉害的时候，衰减还会更多。这需要消耗能源维持。所以我们还要验证货运飞船为空间实验室提供推进剂补加的技术，否则不能搞空间站。天宫二号仍然会把空间实验室技术作为主要的试验内容。空间站阶段的主要目标首先是要把它建成，然后就是要开展空间科学实验、技术试验，甚至包括一些产业方面的开发研究。我们也会向全世界的科学家开放实验平台。我们现在正在探讨研究这方面的问题，包括和有关方面的科学家、有关国家地区的科学家开展研究。把一个科学实验项目拿到天上去并不是简单的事情，这个事情要早做准备。

Q：这次神舟八号为德国提供了搭载的服务，可以认为是中外航天交流的一个里程碑。这项合作是如何开始的？这次合作的成功是否也具有一定的政治和外交意义？

周建平：在载人航天发展中，需要从更高的层次来理解国际合作。比如说我们建设空间站，是为科学家提供科学实验、科学研究的平台。同时，也是为人类文明发展作贡献的一种主动追求和行动。因为当前阶段确实资源紧缺，我们在国际合作方面的项目有限，和德国的此次合作拉开了很好的序幕。这并不是中方主动邀请或德方主动申请，而是中德科学家交流的产物。神舟八号不载人，可以利用它进行科学研究，那么什么方式比较好呢？德方有比较好的实验设施，可以做多项实验，我们也有这种需求。利用这种资源，可以获得很好的科学实验设备，同时也可以为中德科学家都提供实验机会和交流机会。这项科学实验不是研发设备，而是获得科学成果。

德国已经拥有这种设备了。德方提供设备，中德两国的科学家一起研究做什么实验。我们提供实验平台，研制相应设备和平台接口。然后大家利用这个设备、平台开展科学实验，信息共享，相互促进。并不是技术转让的性质。这些合作增进了双方科学家的相互了解，为未来国际合作积累了宝贵经验。

Q：各国最近发布的航天政策中，都强调要进行国际合作。那么具体到载人航天的技术层面，最基本的一个问题是，如何保证不同国家制造的飞船和舱段能连接到一起？

周建平：航天方面的对接机构其实没有一个公认的国际标准，建造飞船、空间站更不存在国际标准。全世界此前建造过两个空间站，技术方面是有所相通的。如果我们要开展国际合作、和国际空间站对接，对接技术上肯定要实现统一标准。具体实现的时候有很多具体问题要解决。至于按照某一个已有的规范把东西建出来，现在全世界也都没走到这一步。但是，解决这个问题在技术上不存在障碍,只要各方面坐下来，平等互利地交流与合作就可以实现。

Q：国外的载人航天和空间站活动，都积极欢迎民间人士、特别是青少年参与，中国在这方面有什么规划吗？

周建平：空间站为科学家服务，也应该为公众服务，提高公众的科学素质，进行科普教育，激发青少年的学习热情和创新的愿望。我们其实已经在这方面做了不少努力。比如,中国载人航天工程办公室与中国科协、中国航天科技集团公司在天宫一号上一起开展了“开启天宫梦想”的科普教育活动，从中小学生中征集科学实验方案，搭载在天宫一号上。空间站阶段的一项重要任务就是对青少年的培养。作为国家投入的科技重大项目，要以青少年教育为己任，制定计划，激发青少年的想象力、创造力、创新能力。我希望、也相信青少年的创造力、创新力、想象力比我们这一代更强。这样我们的国家才会发展得越来越好，并在世界的文明发展中，为人类做出更大的贡献。

（原文刊登于《卫星与网络》杂志2012年1&2月）