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吴树范谈航天技术:美国40年前技术超过了我们的现在

时间:2019-08-26 12:08:12 浏览:

,首届中国航天大会·商业航天产业国际论坛4月23日在哈尔滨召开,南京航空航天大学博士,中组部千人计划,上海交通大学讲席教授吴树范表示,我国已经进入到了航天大国之列,但我们还需要从航天大国迈向航天强国。“想一想美国40年前的深空探测技术还领先于我们的现有水平,印度也已经发射卫星到火星去了,所以我们在深空探测等某些高精尖空间技术领域距世界前沿还有距离。”吴树范表示。

吴树范表示,空间科学与技术,有三大发展趋势:一个是高精尖方向,空间科学和深空探测,需要非常高精尖的航天技术;二是微纳卫星风起云涌,迅猛发展,在未来五年将有2600多颗微纳卫星发射升空;三是卫星技术向产品化、产业化、商业化发展,在未来政府、军方、商业三大用户中,商业航天用户将会占比70%,商业航天正在迅速崛起。

以下为吴树范演讲速记:

吴树范:今天的主题是商业航天,我想通过“空间科学和技术的发展与应对”来探讨一下为什么我们要发展商业航天。

我大概讲几个方面,一个是空间科学与空间技术的概念、内涵与关系,国际发展现状与趋势,商业航天的崛起,中国空间科学与空间技术发展现状,应对策略的几点思考。

什么叫空间科学,他就是一门学问,旨在寻找地球与太阳系如何演变,揭示宇宙规律,寻找人类的启源并预测归宿,来回答许多很神秘,而又很令人向往的问题。空间科学领域包括天文学、空间物理、深恐探测等。比如说牛顿定律在宇宙空间是否仍然成立?时间与空间有何联系,宇宙到底是什么,宇宙的边界在什么地方,这些都是我们人类所共同面临的问题。

以我曾工作过多年的欧洲航天局(ESA)为例,空间科学研究是ESA的核心业务,是ESA的宪章之本。好多人问过我作为中国人为什么能到ESA工作,这是因为ESA专注空间科学研究,致力于和平利用太空,因此对国籍不是那么敏感,所以我在那儿工作了十几年,是一种难得的机缘巧合。比如ESA联合美国NASA正在开展的激光衍射空间雷达项目,要求在深空500万公里的距离上,实现皮米,即10的负12次方的测量与控制精度,这时很大的技术挑战。再举一例,这张图片是在2005年,我们人类所能知道的来自土星的最大天然卫星Titan的第一张照片。这个是卡西尼号土星探测飞船的精美设计图,她于1997年10月发射升空,飞行了20年,于2017年9月退役。她的飞行轨迹很有特点,从地球发射开始,先是绕太阳飞了几圈,通过两次光临金星来绕飞加速,数次返回地球进行绕飞加速,中途再经木星绕飞加速,最终抵达土星,整个行程达到了35.2亿公里,是地球与土星的实际距离的2.5倍以上。这张图片是卡西尼号传回的照片,是在土星完整遮挡太阳的那个时刻,从远处回头拍照发回的照片。可以看到,这张图上,地球只是茫茫宇宙中的一粒尘埃。能获得这样一张照片,并圆满地传回到地球,会涉及许多关键技术:飞船怎么来确定它某个时刻所处的位置,如何知道并控制往哪个方向拍照,又如何把数据和图象准确传回地球,如何对12亿公里之外的飞船遥测遥控,这些都是航天技术的范畴和面临的挑战。欧洲宇航局,联合美国宇航局在20多年前的1997年发射这艘飞船,他的研发周期至少10年以上,所以西方在上世纪80年代就已经开始研发这些关键的空间技术了。

关于空间科学与技术的发展方向与特点,我觉得一方面是向高精尖方向发展,开展空间科学研究和深空探测,需要这些非常高精尖的技术。另一方面,微纳卫星风起云涌,异军突起。比如去年美国有一家商业航天公司一次搭载印度火箭发射了88颗微纳卫星。这个图表是美国智库SpaceWorks在今年2月份发布的全球统计数据,全球在2017年总计发了300多颗1-50公斤的微纳卫星,在未来五年将有2600颗这样的微纳卫星发上太空。

第三个发展方向,是商业航天的崛起,根据SpaceWroks 2018年2月发布的统计,在三大卫星用户中,政府、军方和商业,最大的已经是商业用户,占一半以上而未来五年发射的卫星中商业用户将占70%以上,佐证了全球商业航天正在快速崛起。

关于应用领域,SpaceWroks预测,未来五年发射的微纳卫星中,50%是做遥感的,约22%是做通讯和信息采集的的。这里举个例子,我们三年前,2015年发射了一个上科大二号C星,上去以后传回的数据,就是他收听到的飞行轨道下方的每一架飞机飞行中发出的自相关播报信息。

最后讲讲应对策略和一些个人思考:空间科学和技术的发展趋势是,高精尖、微纳卫星、和商业化,每个方向都对应有不同的部门或机构来做,空间科学方向投资巨大,难有商业回报,自然应该由政府部门为主来做,微纳卫星技术与应用则应是工业界和企业的业务范畴,而商业航天方向,顾名思义,应该是给我们企业和商业运营机构带来很多商机。

思考之一就是我们国家要从航天大国迈向航天强国,这也是习主席19大报告上特别强调的,值得我们深思。经过60多年的发展,我们实现了很多卫星技术的突破,特别是近20多年来在载人航天、北斗导航、以及探月工程和卫星应用等多方面做出的骄人成绩,标志我们已经进入了航天大国,但是再想一想美国40年之前所做的深空探测任务,即旅行者一号飞船,历经36年航行,已经飞出了太阳系,这些技术仍然还领先于我们在深空探测方面的现有技术水平,就连印度也已经发射卫星到火星去了,而我们国家的所有航天活动还基本没有完全离开过地球的引力范围,所以我们在空间科学和深空探测等某些高精尖技术领域跟其他航天强国和大国相比,还有较大距离。还需要努力,奋起直追,实现从航天大国迈向航天强国。

思考之二是我们国家需要瞄准高精尖的空间技术,大力开展空间科学研究和深空探测,开展国际合作,共同为人类的发展和技术进步做出贡献。

思考之三是我们要热情拥抱微纳卫星技术的发展潮流,这是当前空间技术和应用的发展趋势,我们要积极参与其中,共同进步。

思考之四是我们要注重商用/廉价微纳卫星的应用方面的研究和投入,拓展新的应用领域,切实融入各行各业乃至人民生活的日常运作,大力推动微纳卫星技术的广泛应用和市场推广,推动社会的发展和进步。

思考之五是我们国家需要大力推动和发展商业航天,配合国家“一代一路”和“军民融合”的战略发展需求,抓住并迅速融入当前这场起步不久的世界商业航天浪潮,使我国在商业航天领域尽快置身国际前沿,借此推动我国从航天大国向航天强国的跨越。

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