戍天九思：要搞千米级超大航天器，中国空天时代来了！

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　　8月4日，国家自然科学基金委员会发布了“十四五”第一批重大项目指南，其中数理科学部有一重大专项“超大型航天结构空间组装动力学与控制”，旨在研发尺寸达千米量级的超大型航天器，为未来空间资源利用、宇宙奥秘探索、长期在轨居住提供战略性航天装备支撑。

　　建千米级超大型航天器有多难？

　　目前，中国天和号核心舱长16.6米；国际空间站长110米；美国“福特”级新型航母全长330米；《星球大战》里旧共和国军的歼星舰全长1150米；《三体》里章北海指挥的“自然选择”号恒星级战舰，体积是“3艘二十一世纪海上最大吨位的航空母舰”……

　　由此可见，中国未来规划建造的超大型航天器，相当于10个国际空间站或者3艘“福特”级航母那么长， 与歼星舰长度在一个量级，网友戏称是中国的“歼星舰”。

　　中国航天专家庞之浩介绍说，想要建造超大型航天器，除了可以想见的巨大人力和物力需求外，还必须克服海量的技术难题。目前国际空间站是人类建造的最大航天器。美国航空航天局曾评估称，如果20世纪70年代服役的美国“天空”实验室建造难度系数是5，苏联“和平”号空间站的难度系数为10到20，那么国际空间站则高达2500。国际空间站建设先后花费12年，等到建成时前期发射的舱段已到寿命。

　　考虑到千米级超大型航天器的复杂程度远超国际空间站，它的建造难度更将几何级增加。很可能会有数以千计的部件不断通过运载火箭发射到太空中，再按照不同接口进行组装和功能调试，整个过程的复杂程度难以想象。

　　此外，千米级超大型航天器的庞大体积，不仅要考虑如何应对太空碎片的威胁问题，还要考虑近地轨道稀薄大气阻力、航天器外形不对称带来的姿态控制问题。

　　笔者认为，这是一个非常大胆超前而又会产生重大影响的规划，中国想把美国科幻电影《星球大战》中的歼星舰逐渐变成现实！功在当代，利在千秋！

　　为什么要建千米级超大型航天器？

　　有人说：19世纪是海洋的世纪，20世纪是航空的世纪，21世纪就是空天世纪。美国前总统肯尼迪曾预言：“谁控制了空间，谁就控制了地球，谁就掌握了战争主动权。”空天大世纪，中国人想引领世界，必须走在前列。

　　《三国演义》有句名言：话说天下大势，分久必合，合久必分。北大陈平教授讲：科学发展也是如此，从分到合，现在正在走向复杂科学，这方面中国人有优势。钱学森就是中国系统科学的奠基人，他提出用定性与定量相结合的综合研讨方法论，并把系统科学应用于“两弹一星”，为我国航天事业“后来者居上”奠定了基础。

　　事实证明，没有三峡大坝，中国就不可能有世界一流的大坝建造技术、百万千瓦水电机组技术和特高压输电技术；没有港珠澳大桥，中国就没有世界一流的桥梁建造技术；没有任正非2008年慧眼发现土耳其科学家阿勒坎关于5G通信编码极化码技术方案的论文，没有华为人10年持之以恒的饱和攻关，就没有华为世界领先的5G技术。

　　其实，科学发展到今天，低垂的果实都已经被摘了，要想取得重大科技突破，就必须以“复杂系统研究”为抓手，推动复杂科学持久向前发展。

　　中国瞄准超大型航天器，正如《项目指南》中所讲的，就是要将“轨道”、“姿态”、“结构”航天动力三大领域与“控制”学科深度融合，打开航天科技领域的天花板，为超大型空间基础设施建造奠定理论和技术基础。

　　美国“阿波罗”登月计划和中国嫦娥探月工程都证明，这类超级太空工程虽然难度很大，但它们更催生了多项科技和工程领域的技术突破。从这个意义上看，这次提出的“超大型航天结构空间组装动力学与控制”项目，必定能够带来的巨大科技突破，更值得我们期待。

　　有了超大型航天器技术能干什么？

　　众所周知，航天领域高风险，必然带来高回报，投入产出比高达1：13，经济收益非常可观。

　　近期，可建太空电站。中科院院士葛昌纯2021年5月撰文表示，太空电站被认为是最有可能的终极能源解决途径之一。这种运行在3.6万公里高度地球同步轨道上的超级空间站，通过巨型太阳能电池阵，将太阳光转化为电能，再依靠微波或者激光传输到地面。

　　由于太空同步轨道可以完美避开大气层的衰减，也不受昼夜、季节影响，99％的时间内可以稳定地接收太阳辐射，可以全天候大规模发电，发电效率是地面太阳能电站的几十倍。

　　中期，可太空旅游、移民火星。中国有了千米级超大型航天器，又有了可从普通机场起降的空天飞机，就有太空旅游堡垒和深空探测的前进基地，届时普通人也可以去太空看一看、居一居甚至长期居留，载人登陆火星、移民火星就有了技术和手段保障，不再是梦想。

　　远期，可建歼星舰、探索宇宙。重大科技突破往往要经历四个阶段：理论突破——技术突破——工程突破——型号突破。研发千米级超大型航天器，就是要进行理论和技术积累，突破这类航天器的理论难题和技术难题。

　　我们一旦有了长期积累的超大型航天器技术，中国的歼星舰未来可期，中国的空天新时代未来可期，中国引领世界科技潮流未来可期。

　　别忘了，中国航天可有着“说什么时候探月，就什么时候绕、落、回”“说什么时候探火，就什么探火”的传奇！

　　这是一个“不怕做不到、就怕想不到”的新时代，做难事必有所得！中国扶贫攻坚，就消灭了贫困这一千年难题！天空时代，相信中国人会走得更快更远！