从1970年我国第一颗人造卫星“东方红1号”上天,到如今中国宇航员太空漫步、嫦娥探月工程一期工程的圆满完成,我国航天人经历了50载的奋斗,每一步都充满挑战、稳扎稳打、步步为赢。9月19日下午,由江苏省科协、江苏科技报社、江苏广电总台和解放军理工大学共同主办的系列高端科技报告会在南京举行。中国科协副主席、中国工程院院士、中国嫦娥工程总指挥、中国载人航天工程副总指挥栾恩杰做客高端报告会第十九讲,畅谈中国航天与遥感技术的发展。
在我国航天事业发展史上,第一代航天人由三部分人组成:以钱学森为代表的海外留学归来的爱国者,同苏联专家一起学习的大学生,以及旧中国培养的知识分子。栾恩杰院士说:“当时前苏联撤退了帮助我们发展航天事业的专家,就是靠这三部分人,组建起我们的航天工业,不断地缩短与国际航天技术的差距,走出了一条自主创新的道路!”
同其他国家一样,我国对航天领域的研究也是从尖端武器延伸而来的。前苏联和美国都是随着武器系统的研制,来发展航天的,中国也不例外。当我国的运载能力上升到进入太空的能力时,尖端武器研制和发展航天就分开了,运载能力单独走出了航天之路。
“如果一个国家具备3000多公里左右的运载能力,就可以发射卫星,卫星大小大致在百十公斤左右”,在中国航天人对运载能力不断地研究之下,我们终于达到了这个能力——1970年中国第一颗人造卫星“东方红1号”成功升空!这也成为中国航天发展史上第一个里程碑。
经过航天人33年的奋斗,我国运载能力实现了质的飞跃,达到9吨,“就是说可以把9吨左右的轨道器送入三四百公里的这样一个高度去”。也许在地面上9吨并不是一个庞大的数字,但在航天领域却是一个不一般的突破,“这代表我们可以建立一个让人生存的环境条件!”这样航天器就分为有人航天器和无人航天器,一批专业人才投入到载人航天器的研究中去。2003年10月15日,我国神舟五号载人飞船升空,表明我国掌握载人航天技术,成为中国航天事业发展史上的第二个里程碑。
在实现了载人航天后,中国航天人继续向深空探测领域迈进,自主研制了卫星、火箭、测控、发射、地面数据处理等软硬件设备设施。2009年3月1日,随着嫦娥一号成功撞月,嫦娥工程顺利完成了一期工程。推动地月飞行的技术,远距离测通信技术、环月飞行、月球遥感技术、控制下撞月技术……这些技术的实现使探月航天工程初步系统建成,并且得到了全月球的成像。继人造地球卫星、载人航天之后,月球探测工程作为中国航天发展史上的第三个里程碑,成为我国航天技术和空间科学高速发展的重要标志之一。
栾恩杰院士在主抓航天工程管理与质量管理时,创造性提出了“质量技术问题归零”的概念,并确定了五条判别标准:“定位准确,机理清楚,问题浮现,措施有效,举一反三”,并要求将可靠性纳入设计和生产中去。
报告中,栾恩杰院士多次强调了提高可靠性的重要性:“用户对需求的期望值和实际值的差就是可靠性。火箭发射2分钟就过去了,但是作为卫星,如果要在天上连续工作10年,从这个意义上来说,航天产品要求更高。”什么是可靠性?栾院士打了个比方,他将中国生产出口日本的一次性雨伞与其他国家生产的雨伞进行比较,当市场上普遍出现的一次性雨伞都只能打2次时,我们生产的雨伞却可以打10次,使用者就会想“雨伞打了2次都没坏,用到第10次时才坏,中国人的产品真好,中国人最诚信。”这样中国制造的一次性雨伞就会迅速占领市场。这样的道理对于我国的航天事业同样适用。
在回答记者关于“可靠性怎样纳入到设计和生产中去”的提问时,栾院士解释说:“航天是高风险的,总有些未知的东西。怎么提高可靠性,要从设计当中把可靠性设计进去,掌握一定的余量,在各个环节把关,才能形成航天质量保证体系。新型号、新产品、新技术的应用仍然是挑战,唤起了我们对可靠性的关注和重视,产品的可靠性是非常重要的。”在栾恩杰院士眼中,提高可靠性是航天事业发展的重中之重。
对于航天工程中的遥感技术,栾恩杰院士指出,与第一方阵的俄罗斯、美国相比,我国遥感技术依然有差距:长期稳定运行,对地观测遥感的观测体系还没有建设起来;卫星空间分辨率还存在着较大的差距,卫星的覆盖面还比较小,探测效率比较低,无法满足在时间上的需求,军民应用还没有做到进一步的开发。“但是我们要有决心,要有信心!”栾恩杰院士坚定地说。
在防灾减灾应用领域,有些灾害如台风、龙卷风的发生时间是极其短暂的,所以栾恩杰院士提出“遥感对致灾因子连续的观测就是我们遥感系统非常重要的课题”。 我国防灾减灾对遥感的需求,表现在对致灾因子进行连续监测、遥感的全谱段覆盖、对致灾因子的物理说明,“天、空、地、海”一体化的监测等方面,力求全面跟踪、监测各种致灾因子,捕获灾害发生发展过程和各种灾害信息。据他介绍,目前美国已形成飓风和海啸的模型,对于不同气候、不同季节都有不同的反应,通过模型进行推演,为预报灾害发生提供了可能。栾院士说,“我们应该利用协会动员各方面的力量,用遥感对减灾防灾做出贡献”。
众所周知,我国灾害种类多、分布地域广、发生频率高、区域性、地域性比较强,灾害给国民经济造成的损失严重。“我们国家70%以上的城市,50%以上的人口,75%以上的工农业产值分布在气象、水文、地震、地质和海洋等自然灾害的严重地区。现在因为生活水平的不断提高,人们对减灾防灾的期望值很高,所以压力很大,要充分利用发挥好遥感技术在减灾防灾上的贡献。”栾恩杰院士如是说,同时他说,当前是中国遥感技术大力发展的重大机遇期。
经过近50年的努力,我国进入太空的能力已经位居世界前列,但差距尤存。栾恩杰院士说:“我们和俄罗斯和美国相比还差得很远,亚洲国家、新兴国家,包括韩国、巴西、印度,这些国家都是后起的,速度很快,如果我们不努力的话,我们就要被人家赶上,所以我们要努力。”
经过50年的发展,我国在航天基础能力上实现了巨大的技术跨越,实现了一箭多星的技术。一箭多星技术的成功,标志着我国运载火箭能力的提高,标志着发射技术和火箭与卫星分离技术上的新突破。但一箭多星并不能真正解决发射成本和功能突破的问题,如果一箭搭载的小型卫星可以干大卫星的事,这才有意义。
栾恩杰院士提到,从新时期对卫星的需求来看,有两个发展方向——一个是做大的卫星,另一个是做小卫星。他介绍说,美国的卫星很小,不到100公斤,上天以后发现地球带,它是有科学发现的,所以东西不在大小。微卫星技术的发展对于一箭多星技术性价比的提高功不可没,可以实现用更少的费用,发射具有更多功能的卫星。除去一箭多星技术,像无毒无污染的火箭技术、捆绑技术、返回式卫星技术、长寿命的通讯卫星技术、深空探测技术等航天技术也在不断向前发展,也有许多技术难题有待优化和提高,航天之路漫漫,一代代航天人将上下而求索!
中国科协
栾恩杰简介
中国工程院院士,原中国科学技术协会副主席、国防科学技术工业委员会副主任、中国嫦娥工程总指挥,中国载人航天工程副总指挥,全国政协常委,原国家航天局局长,全国政协常委,研究员。
1960年哈尔滨工业大学自动控制专业,1965年清华大学精密仪器专业研究生,1970年航天四院、一院17所技术员、工程师,1978年航天一院、二院17所副室主任、副所长、所长,二院副院长、高级工程师,1988年航空航天部总工程师、研究员,1993年航天总公司副总经理兼国家航天局副局长,1998年国防科工委副主任兼国家航天局局长。2009年当选中国工程院院士(工程管理学部)。