自主創新是中國載人航天跨越發展的關鍵

齊岳峰

2015年，中國史詩般的載人航天事業可能迎來一個“靜默期”。其實，它是中國載人航天工程新一輪沖刺前的最后準備——隨著2016年“天宮二號”和“神舟十一號”、2017年“天舟一號”貨運飛船的發射，中國人將完成載人航天“三步走”戰略中的第二步。

所有這些努力都是為了最終的第三步——2022年前后將建成的在軌運營10年以上的中國空間站。

在中國載人航天工程副總設計師王忠貴看來，這些成就絕不是終點，而是中國載人航天征程的新起點。

這位1961年生于內蒙古的航天人，曾任中國載人航天工程辦公室工程總體技術局副局長、局長，現任中國載人航天工程副總設計師、探月工程（二期）副總設計師。

他長期從事航天測控總體和載人航天工程總體工作，在測控通信、航天工程總體設計等領域的學術理論和工程實踐方面有較深造詣，是目前我國載人航天和探月兩大工程的飛控技術帶頭人。

2008年、2009年，王忠貴分獲載人航天工程突出貢獻者、探月工程突出貢獻者獎章。

在伴隨中國載人航天事業的18年里，他參與并見證的不僅是中國航天事業的成就，還有中國一日千里的基礎制造業和信息化產業——正是整個國家的支持和發展，才造就了中國載人航天事業獨一無二的發展速度。

日前，《瞭望東方周刊》專訪了王忠貴，解讀中國載人航天工程的自主創新之路。

中央決策和人民支持成就載人航天

《瞭望東方周刊》：你從事載人航天工作十余年，如何看待中國在這個領域不斷取得成功的原因？

王忠貴：我1997年調入中國載人航天工程辦公室，開始從事載人航天工程總體工作。這些年，先后參加和見證了從“神舟一號”到“神舟十號”的歷次任務。擔任交會對接任務論證組組長，組織了總體方案論證，明確了研制“天宮一號”作為目標飛行器，與“神舟八號”、“神舟九號”、“神舟十號”3艘飛船對接，突破交會對接技術的方案。通過這些年的工作，我有很多感受。

一是中央的戰略決策和有力支持是工程順利實施和取得重大成就的根本。黨中央、國務院、中央軍委始終關注工程進展，“三步走”戰略每一步的實施和重要節點，中央都要專題聽匯報、研究部署。正是中央的正確決策和有力支持，才使我們堅定信念、攻堅克難，調動各方力量，取得今天這樣的成就。

二是全國人民的大力支持是工程發展的動力。載人航天工程立項后，無論是國家部委還是地方政府，無論是老科學家還是在校學生，無論國內民眾還是海外僑胞，對工程都給予了極大的關心和支持。這些關心和支持是我們的強大精神動力。

三是載人航天工程隊伍事業心強、勇于創新、成長快。經過22年的努力，我們攻克了一大批具有自主知識產權的核心關鍵技術，形成了一整套嚴謹科學的重大工程管理體系，突破和掌握了天地往返、出艙活動、交會對接三大載人航天關鍵技術，培育了載人航天精神，取得了舉世矚目的綜合效益，奠定了后續發展的堅實基礎。

特別可貴的是，在工程實施中，我們在戰略層面抓人才隊伍建設，依托重大工程培養了一支能夠站在世界科技前沿、勇于開拓創新的高素質科技人才隊伍，實現了航天人才隊伍的新老交替。

只有立足創新才能趕超國際

《瞭望東方周刊》：我國載人航天工程是在沒有外部幫助的情況下起步發展起來的，初期在國產化方面有哪些主要困難和挑戰？

王忠貴：我國載人航天工程從立項開始就立足自主創新，加強總體設計，積極推動國產化。當時面對的主要困難，一是載人航天對性能要求高，而國內基礎相對薄弱;二是載人航天對可靠性要求高，而國內部分產品質量相對不穩定。

我們面對的最大挑戰是設計和制造出總體性能好的飛船，為此采取了一些辦法和舉措。一是確定合理的工程規模、進度和指標。既有較高起點以實現后發優勢，又不盲目求大、求快、求高。

二是加強總體方案優化設計和遞進發展。以一型飛船為基礎不斷完善，完成單人單天、多人多天、空間出艙、交會對接等不同階段的任務，每一階段都有前一階段打下的堅實基礎。這種遞進式發展保證了設計和工藝不斷成熟，質量和可靠性不斷增長。

三是始終突出自主創新意識。得有自己的認識，不能照搬照抄別人。只有立足國內自主創新，才能面向國際，趕超國際。

另一個最大挑戰是如何保證質量和可靠性。一靠工業基礎和大協作。國內材料、電子、機械、紡織等相關行業全力提供配套支持，針對我們的需求進行研制攻關，并為我們篩選性能最好最穩定的產品。例如“飛天”艙外航天服的面料，就是中國紡織工業協會組織全國多家紡織企業為工程專門研制的。

二靠工程設計。我們的飛船、火箭在關鍵部位采用了大量冗余設計，降低了對特定單個元器件的要求，確保了整體質量和可靠性。

三靠工程管理。載人航天的管理體系在質量和可靠性方面極其嚴格，狠抓質量問題歸零，狠抓可靠性增長，最大限度地把問題暴露在地面、解決在起飛前。

《瞭望東方周刊》：現在我國已是世界上僅有的三個能獨立實施載人航天計劃的國家之一，其中關鍵因素有哪些？

王忠貴：我認為，自主創新是實現我國載人航天跨越式發展的關鍵和根本途徑。自主創新要選擇合理的路徑和優化的目標。我們的目標是，瞄準世界先進技術，實現整體性能優化，體現中國特色，確保工程一起步就有強勁的后發優勢。

所以，在最能代表載人航天基礎能力的載人飛船上，我們直接從三艙段飛船搞起。“神舟”飛船不但具備“聯盟”飛船的功能，而且還有軌道艙留軌利用能力。航天員返回地面后，軌道艙還能夠留在太空繼續運行，完成各種空間科學試驗。

這一自主創新，大大提高了“神舟”飛船的綜合效益。經過十多年的發展，“神舟”飛船日趨完善，不但可以運送航天員和部分有效載荷在天地間往返，還具備了支持空間出艙和交會對接的能力，其基本設計從早期突破技術的階段一直可以使用到空間站在軌運營甚至更長時間，這就是合理選擇技術創新目標帶來的好處。

自主產品經受住了考驗

《瞭望東方周刊》：前面你講到保證產品質量和可靠性要靠工業基礎和大協作。我國的工業基礎為載人航天工程提供了什么樣的有效支撐？

王忠貴：工業基礎體現在設計和制造上，核心是國產化。在重視發展路徑自主創新的同時，我們十分重視飛行產品和地面設備國產化工作。事實上，沒有關鍵部件、元器件、大型試驗設備的國產化作支撐，重大科技工程就很難談得上自主。

在系統體系設計上，我們把提高國產化水平作為大系統設計中要考慮的重要工作。如即將建成的海南發射場，其信息化網絡體系，包括服務器、工作站、路由器、磁盤陣列、操作系統、應用軟件等，幾千個信息節點，從頂層設計上立足國產化，完全采用國產設備和軟件，在國內各主要信息廠商積極參與下，目前已進入竣工驗收階段。

在飛行產品研制上，實現特定功能的單機是飛行產品研制的重要環節，其國產化水平十分重要。在交會對接任務中，對接機構和交會對接測量敏感器是關鍵設備，技術復雜、難度大、可靠性要求高，是引進還是自研，起初意見各異。最后我們統一了意見，決定自主研制，因為只有突破了這兩項關鍵技術，才能說真正突破和掌握了交會對接的關鍵技術。

最終，我們自主研制成功了能夠在一兩秒內完成幾十個聯動控制動作的交會對接機構，自主研制成功了滿足高精度、輕質量、低功耗，適應嚴酷工作環境條件的交會對接測量敏感器，確保了首次無人交會對接任務的圓滿成功，填補了國內空白，達到了世界先進水平。

在地面設備設施上，為了測試交會對接機構，我們建設了大型的六自由度綜合試驗臺。當時俄羅斯專家認為，中國建這個臺需要三年，而調試好需要更多時間，認為應該引進。但我們下定決心自己干，聯合國內多家單位集智攻關，在設計和工藝上取得了多項創新，在較短時間內建成了被專家評價為世界水平最高的綜合試驗臺。

在信息體系建設上，載人航天工程十幾萬人的研制隊伍、上千家參研參試單位、遍布全球和太空的設施設備，相互聯系緊密復雜，呈現出鮮明的巨系統特征，研制建設和飛行任務過程中的信息化十分重要。同時，信息技術還提供了工程設計、驗證的新手段，通過模擬仿真將大量問題由后驗發現改變為先驗發現，加深了我們對理論和實踐的認識，提高了工程的可靠性和安全性。

例如，交會對接任務中，我們和聯想集團共建了載人航天總體仿真實驗室，對“天宮一號”和“神舟”飛船交會對接的飛行控制，進行了大量的仿真計算和復核。聯想提供的國產高性能服務器集群連續進行了長時間高密度的航天動力學計算，工作站網絡也同步完成各種參數動態設置和可視化計算等工作，有效地預先驗證了設計的正確性和各系統配合的協調性，確保了飛行任務圓滿完成。

這些年，隨著我國工業基礎的快速發展，滿足要求、可供選擇的國產高性能產品越來越豐富，性能優勢、服務優勢越來越明顯。自主產品已在載人航天、探月工程等各種復雜的重大工程中經受了全面考驗，能夠更大程度地滿足航天產業需求。

載人航天必然向深空發展

《瞭望東方周刊》：目前很多聲音認為，我國也應該學習國外，通過產業化推進科技創新而支持載人航天工程這類高技術項目。你如何看待載人航天的前景和挑戰？

王忠貴：據有關資料統計，全球航天產業2013年銷售額已達3100億美元，是10年前的近三倍。其中，在通信廣播、地理信息、導航定位等產業方向，航天技術都是相關產業圈的核心，產業化和科技創新形成了良好的互動。

與此同時，近年來，傳統的航天工業、主要是火箭和航天器制造業，還出現了馬斯克這樣的新參與者，從資金來源、技術思路、管理模式等方面大膽創新，已經深刻地影響到世界航天的發展和未來走向。

目前，載人航天由于門檻比較高，可靠性要求高，體現國家的綜合實力，還主要是各國政府主導，同時帶動整個航天領域的技術發展。

隨著航天技術日趨成熟，產業化推進、科技和管理創新，一定會促進載人航天向更高、更遠、更經濟、更安全、更快速的方向發展。我認為，近地空間服務和應用市場，采用重復使用技術、機器人技術并部分引入一些商業化運營模式，不斷降低載人航天活動的成本，已成為載人航天持續發展現實而迫切的需求和主要發展趨勢。

近地空間載人航天技術日益成熟后，載人航天向深空發展是其必然邏輯和內在規律。國際空間探索協調組發布的全球探索路線圖中，提出了以近地空間為基礎、火星為終極目標、月球與小行星為過渡性發展目標的目標體系，基本能夠代表當前各主要載人航天國家的認識和看法，反映了載人航天發展的整體方向和趨勢，載人航天走向深空只是遲早和快慢的問題。

黨的十八大確立了建設創新型國家的發展目標和創新驅動的發展戰略。創新要有需求牽引，要有現實依托。載人航天作為一項具有高度挑戰性、創新性、復雜性和輻射性的重大科技工程，整合了科學、技術和工程多重目標，學科覆蓋廣、合作跨度大，能夠為創新提供強烈需求、搭建良好平臺。

對中國載人航天而言，未來十幾年，首要的是依托國家工業科技體系，自主建造好、管理好、運營好空間站這一國家級太空實驗室，立足大型在軌平臺的綜合優勢，統籌安排好一批高水平的應用項目，力爭獲得若干重大原創性科學成果，開展空間新技術試驗，研究積累人在空間環境長期健康生活與高效工作的經驗。在此基礎上，再通盤考慮、統籌部署，綜合論證更為長遠的載人航天目標。