国内也可以有黄金年代项,新地经济学家

2019-11-28 作者:奥门金沙手机娱乐网址   |   浏览(150)

图片 1月球车玉兔“踏足”月面,使得中国成为世界上第3个在月球上实现软着陆的国家。图片来源:新华社

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(文/Phil McKenna)2013年12月14日,中国最大的社交网络上最热门的话题是一档流行电视节目和一场足球比赛。如果不是中国官方媒体协调有序的宣传,不经意的普通大众大概不会注意到,中国刚刚成为世界上第3个在月球上实现软着陆的国家。

当我们继续探索浩瀚宇宙时会发生什么?这里列出未来十年15项重大太空任务,这样你就可以在日历上标出未来十年太空旅行、行星研究、甚至殖民的所有激动人心的时刻。

这条新闻没有引起普遍的热情。毕竟,玉兔号无人月球车着陆在地球最近的邻居上,乃是人类探险家们几十年前就完成过的壮举。“我们距离俄罗斯和美国只剩下50年的差距了,”微博上有人如是调侃。“我国的工业设计还有很长的路要走啊,”另一人写道,随后他开始担心这个玩笑会引来“查水表的”。

1、美国宇航局火星探测器发射

不过,如果说中国本身显得有点兴致寥寥,那还是比不上全世界此起彼伏的哈欠连连。除了不够新颖,这次任务还是使用仿造的设备完成的。在美国的一份杂志上,有人利用中文“玉兔”二字在英文中的谐音“你也可以”(you too),戏称这次任务不过是一个落后世界顶尖航天大国几十年的国家可悲地展示“我也可以”。

美国宇航局计划在2020年7月17日至8月5日之间发射一艘火星车到火星的耶泽洛陨石坑。此次发射将在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地进行,预计将于2021年2月18日着陆。这次任务的持续时间估计接近火星年,相当于687个地球日。

这些普遍的反应并没有抓住要领。玉兔成功的发射、着陆和探测,证明了中国在太空领域的迅速崛起,而且这次崛起只会进一步提速。美国华盛顿市保守派智库传统基金会的成斌(Dean Cheng)说:“这是龟兔赛跑的一次经典实例。”从引导月球车抵达目的地的复杂通讯网络,到出类拔萃令其他国家艳羡的卫星技术,再到建设一座新的国际空间站的计划,中国已经成为一股不容其他空间超级大国忽视的力量。它激起的涟漪正扩散得越来越远,影响到从你的手机设置到未来火星上第一个人类足迹的一切。

2、ExoMars到达火星表面

若要了解中国生机勃勃的太空项目,瞧一眼它的卫星便足矣。中国从1970年开始发射低质量转播卫星和基础间谍卫星,频率是毫不起眼的每年一颗,而这些卫星仅能执行最基本的任务。到了2012年,中国全年19次的发射数量已经超过了美国。中国还已经将他们的第一名航天员送入了太空,执行了第一次太空行走,完成了小型太空实验室的交会对接。“他们的载人航天计划进展速度之快远超美国上世纪60年代,”英国与中国航天计划关系最密切的合作方卢瑟福-康普頓实验室太空分部主任理查德·侯德威(Richard Holdaway)说,“他们正以惊人的速度迎头赶上。”

在与火星2020相同的发射窗口期间,ESA和Roscosmos的合作旨在发现火星上是否曾经存在生命。该计划2016年已经启动,为了确定火星上是否存在甲烷或其他气体,发射了微量气体轨道器。

“15年来,他们已经从龙套变成了主角,”美国麻萨诸塞州剑桥市哈佛-史密松天体物理中心的乔纳森·麦克道尔(Jonathan McDowell)说。而且,他们还是依靠微薄的资金取得这一成就的。根据非营利组织太空基金会最近的估算,中国的航天预算不及美国的1/10。

3、Roscosmos开始提供太空旅行

那么,如此迅猛的加速是怎么做到的?一个被普遍接受而且并不算厚道的答案是,很多挑战早已被其他国家攻克。“当年只有美国和苏联两强争霸的时候,他们还要应对基本的生存问题——比如宇航员呼吸什么,多少氧气,多少氮气——没人知道这些问题的答案,”成斌说,“如今中国能够受益于很多已经被解决并且公开的成果。”

俄罗斯Roscosmos旅行社与太空探险公司合作,创建了一个新的旅游目的地。此外,俄罗斯航天局还计划将一个退役的国际空间站改造成一家豪华酒店。期待吗?

他的言论反映出一种为人熟知的看法,那就是中国的技术进步大体上建筑在他国的思想成果之上——不管是免费的还是有偿的。“我们每天都遭到来自中国的黑客入侵,”侯德威说,“大多数系统都相当健壮,但是还是有一些资料被非法获取了。”确实,中国从外部获得了太多智力成果,而且有时候是从他们尚无创新能力的领域强取豪夺而来。“他们仍旧处于使用本质上属于俄罗斯的技术以及仿制品的发展阶段,”美国拉斯维加斯市太空技术公司毕格罗航空航天的创始人罗伯特·毕格罗(Robert Bigelow)如此评价。

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然而,若要仔细探究,就会发现上述认识并不全面。诚然,正如毕格罗指出,中国的神舟飞船看上去几乎与俄罗斯的联盟号一模一样。而在中国的宇航服里面,航天员经常穿着俄罗斯制造的舱内压力服。还有,玉兔号确实很像1973年降落在月面的苏联月球车2号的升级版。

4、詹姆斯·韦伯望远镜终于开始了它的使命

图片 4规划中的中国空间站,预计于2020年发射。图片来源:astronautix.com

詹姆斯·韦伯太空望远镜将成为哈勃望远镜的继任者,计划2021年发射,但这是在经历了长时间的延迟和挫折之后。韦伯将在ESA的帮助下发射,ESA提供一枚阿丽亚娜5号火箭将韦伯送入轨道。

太空长征

这些相似之处大多源自上世纪90年代中期的一次交易。当时中国购买了俄罗斯的很多载人航天技术,包括联盟号太空舱、宇航服、生命保障系统,以及对接系统。不过,中国在原始设计的基础上做了大量改进。比如说,神舟太空舱大约比联盟号大30%,拥有太阳能电池板和先进的航空电子设备。美国前宇航员洛里·奇奥(Leroy Chiao)说:“中国已经开发出了本应属于下一代的技术。”

还有一些关键的进步,靠的并不是站在巨人的肩膀上——有赖于基础科学的进步,中国取得的一些成就已经领先各国。比如说,为了成功操控探测器降落月面,中国工程师必须令其不受月壤干扰。这种异常尖锐、黏黏糊糊的细腻粉尘曾经差一点毁掉阿波罗任务。在无法从那些拥有模拟月壤的国家获得建议的情况下,为了测试月球车原型机,中国科学家从零开始,开发出了他们自己的模拟月壤。中国科学院的行星学家郑永春说,他们凭借的仅仅是几十年前从美国得到的一丁点儿月球岩石样品。

中国的火箭技术也讲述着差不多的故事。它的长征系列火箭是自己设计的,很快便比多年以来无甚变化的俄罗斯火箭还要先进。俄罗斯火箭以低热值但更易使用的煤油为燃料,将玉兔送上月球之旅的长征3号则以更加先进的联胺和四氧化二氮为燃料。“这是一种俄罗斯人避而远之的东西,”麦克道尔说,“它更有力量,但难以应付。”他把中国成功地使用这种燃料称为“高科技成就”。

因此,凭借中国航天计划如前所述以及不曾提及的种种进步,玉兔得以花费6个星期的时间来探索月壤,直到机构故障停住了它前进的脚步。提心吊胆的月夜结束之后,我们得知机构故障仍在,但电子设备挺了过来。

如果月球车便是太空探索的全部,故事到这里就该结束了。然而,中国在其他方面同样日程满满。他们在开发一整套包括软件、卫星和通讯基础设施的系统,目的是获得彻底的空间自主权。

比如在之前的几次绕月任务中,中国与嫦娥探测器的通讯严重依赖欧洲空间局(ESA)的全球深空天线网络。但这样的依赖也许很快就要结束了。“中国人正在建造他们自己的天线网络,”ESA的卡尔·博奎斯特(Karl Bergquist)说,“不再那么需要我们了。”在玉兔号任务中,中国仍旧使用两套天线网络,但对ESA的依赖不及以前了。

卫星导航技术也正处于类似的赶超过程当中。作为美国全球卫星定位系统(GPS)的竞争对手,中国的北斗系统已经完成了接近一半。现在有15颗导航卫星正在轨运行,计划到2020年还要增加20颗。

事实上,卫星技术是这个国家真正令人瞩目之处。2010年,中国让两颗卫星相会、短暂接触后分道扬镳,展现了其精确的机动能力。“高速相会然后弹开或者摧毁对方,是一回事,”成斌说,“然而,相遇后轻轻碰一下再各自离开,这意味着非常尖端的技术和极为先进的配套能力。”这么高端的卫星可以用来维修其他老化的卫星,以免它们变成太空垃圾——或者协助组装空间站。

事实上,到2015年,下一代长征5号运载火箭将把中国的第二个太空实验室送入近地轨道,它的运载能力比美国刚刚退役的航天飞机还要超出600千克。到2020年,一座完整的中国空间站(CSS)将被建成。中国科学院发布的一份报告明确提出了中国之后的计划,包括在2050年之前建成一座有人月球基地——侯德威认为这个目标合情合理——实现一次载人火星任务,以及自动探测器的行星级探测。(编者注:这里提到的“计划”,仍是从技术发展方面提出的可行性方案,尚未获得批准成为真正打算要实施的项目。)

对于一个尚未踏足月球的国家来说,这样的展望听起来似乎有些好高骛远。但是中国长久而坚定的前行,并不是让人相信这幅路线图的唯一理由:这个国家还拥有至少两项其他国家无法比拟的资源。其一是人。“有25万人正在效力于他们的太空计划,”侯德威说。而据美国华盛顿市忧思科学家联盟的中国专家顾克刚(Gregory Kulacki)说,这些科学家和工程师都很年轻。这令人联想起20世纪60年代美国航空航天局(NASA)理想主义的年轻文化,他说,“平均年龄不到35岁,比其他国家的太空计划年轻20岁。”

中国当前和未来成功的另一个关键因素,是一党执政带来的一项独特能力:可以在比大多数西方国家政府执政周期要长的时间内坚持他们的计划。“中国人制定了长期计划,而且愿意向它投入资源,”成斌说,“我指的不光是金钱,还有人力资源、工业资源和政治资源。我们应该能料到,他们最终会超越我们。”

不过,中国创新最重要的刺激因素,或许是他们被拒在了国际合作之外。美国担心中国会借鉴共享技术,因而严格禁止他们的科学家、宇航员和航空航天承包商与中国开展太空合作。

美国领导的国际空间站(ISS)对中国宇航员大门紧闭,中国便建造了自己的空间站CSS。类似的例子还有很多。欧盟终止了中国在伽利略项目——欧洲人与GPS竞争的项目——中的参与之后,中国才开始认真地研制北斗系统。中国在卫星开发方面的迅速进步也与遭到排斥有关,对这方面技术的获取受到了其他国家最为严格的限制。“他们决定依靠自己的技术,”顾克刚说,“制裁令他们进步愈加迅猛。”

图片 5中国的太空探索,经历了指数级的提速。图片来源:《新科学家》

5、印度进入载人航天领域(2021-2022)

全球影响

就在中国忙于增强太空实力之时,现有的空间大国却在日渐衰落。麦克道尔说:“当你展望10到20年后的未来,并不敢说美国技术进步的速度还会持续下去。”他提到了预算削减、政治僵局和失败的教育系统。目前美国和欧洲的很多太空设施也在老化。

为了避免把所有鸡蛋都装在一个篮子里,欧洲空间局如今成了中国载人航天的合作伙伴。“现在我们有三四名宇航员和宇航员训练员正在接受语言培训,”ESA载人航天主任托马斯·莱特(Thomas Reiter)说,“我们正在采取措施加强我们与中国航天局的联系。”

但是中国又能得到什么好处呢?成斌认为,在被拒绝合作几十年之后,中国也许已经发展到了乐意继续单打独斗的地步。他说:“中国并不见得愿意与我们合作。考虑到美国在载人航天领域的断层,我们根本不知道自己有什么东西能拿得出手。”

与俄罗斯的合作也许同样没有吸引力。2011年,作为福布斯-土壤任务的一部分,俄罗斯发射了一颗中国火星探测器,然而俄罗斯运载火箭没能飞出地球轨道。成斌说:“在中国人看来,俄罗斯人把他们一次举世瞩目竖威扬名的项目给搞砸了。”

事实上,太空大国力量平衡的转变可能带来各种无法预知的后果。美国国防部最近承认,美国非洲司令部的通讯如今仰赖一颗中国卫星。这也反映出近年来,随着军方日益依赖遥控无人机和卫星无线通讯,对带宽的需求越来越大。

基于同样的原因,很多商业应用将受益于中国卫星技术的发展,比如对于已经能够使用GPS并以俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)作为备份的智能手机来说,北斗将提供第3个选项。GPS虽然健壮,但容易阻塞,曾经在从旧金山到新泽西的广大地区造成空港的混乱,并由此引发对过度依赖此系统的广泛担忧。据报道,相当一部分汽车制造商也装备了能在GPS失效时使用北斗导航的系统。

还有美国日显陈旧的气象卫星设施,已经成了每年都令美国国会焦头烂额的话题。2013年一份有争议的政府报告认为,该局最好的选择是向中国求援。

但是,中国的太空优势影响世界的方式还不止于此。首先,它可能会激励其他国家再次投资它们日渐衰落的太空计划。1月9日,就在玉兔号落月后不久,美国当局在一次太空会议上宣布,对ISS的投资将延长4年。尽管麦克道尔怀疑中国月球车的落月与这一决定究竟有没有关系,但是美国官方本来完全有可能取消对陈旧的空间站每年30亿美元的投资。奇奥确信,是魅影浮现的中国空间站让他们没有做出那样的决定,因为“存在这样一种威胁——我们靠边站,小伙伴们都跑去和中国共事了”。

不过,中国的太空雄心带来的最乌托邦的后果,也许是人们重新意识到太空里并没有国界。在同一次论坛上,美国副国务卿威廉·伯恩斯(William J. Burns)宣布了一幅旨在整合各国航天局计划的国际太空路线图。“里面并没有说‘除了中国’,”奇奥说,这是一次微妙但重大的转变。

伯恩斯在会议上说,对于那些被普遍认为单一政府承担不起的长期项目,比如人类登陆火星的任务及小行星防护盾,这幅路线图将创造出现实的前景。侯德威说,无论如何,离了中国,这些计划都不可能实现。他说:“根据经验,我猜测不比ESA更有财力独自前往火星的美国,将会就全球载人任务,启动与中国的对话。”

因为,更奇怪的事情,之前也已经发生过了。美国与俄罗斯的合作也一度被认为是不可思议的,直到有一天,他们真的开始合作了。

 

编译自:《新科学家》,Red star rising: China's ascent to space superpower

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