大國(guó)重器，征途星辰。從1970年“長(zhǎng)征一號(hào)”托舉“東方紅一號(hào)”開啟中國(guó)太空時(shí)代開始，中國(guó)航天用半個(gè)多世紀(jì)走出了一條從無到有、從弱到強(qiáng)的自主創(chuàng)新之路。而在全球航天產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展黃金期之時(shí)，中國(guó)航天如何實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展？新一代航天人又需具備哪些素養(yǎng)？

近日，北京大學(xué)光華管理學(xué)院“科技前沿與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇”院士系列活動(dòng)特邀中國(guó)工程院院士、運(yùn)載火箭技術(shù)專家李東，為北大師生帶來一場(chǎng)題為“航天運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展歷程及趨勢(shì)，技術(shù)挑戰(zhàn)和科學(xué)問題”的深度分享。作為長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師，李東院士系統(tǒng)梳理了中國(guó)航天的輝煌成就，闡述了運(yùn)載火箭研發(fā)面臨的極致挑戰(zhàn)與未來突破方向，同時(shí)他還寄語現(xiàn)場(chǎng)同學(xué)，把專業(yè)所長(zhǎng)融入航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)的需求中，讓青春力量成為中國(guó)航天向更深宇宙邁進(jìn)的堅(jiān)實(shí)支撐。

從日常生活到人類未來家園，

航天的重要使命

李東院士從航天的根本使命切入，系統(tǒng)闡釋了航天技術(shù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、太空探索和人類未來生存拓展等多個(gè)層面的重要使命?！昂教旒夹g(shù)早已融入日常生活。”李東院士指出，經(jīng)濟(jì)建設(shè)是航天的重要維度，從導(dǎo)航定位、氣象預(yù)報(bào)到尿不濕、太陽能電池板等衍生技術(shù)，航天產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成?！?/p>

在科學(xué)探索層面，李東院士以“人類是否是宇宙中唯一的智慧生命”這一終極問題為引，用生動(dòng)的比喻描繪了宇宙的廣袤與空曠?！叭绻覀儼烟柋茸饕粋€(gè)放在教室中間的菠蘿，那么地球就會(huì)是教室里的一粒芝麻，離我們最近的下一個(gè)‘菠蘿’則在4000公里之外。”他強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前未能發(fā)現(xiàn)地外生命，并非宇宙沒有“第二條魚”，而是因?yàn)椤拔覀冞@條魚游得還不夠遠(yuǎn)”，凸顯了發(fā)展更先進(jìn)航天技術(shù)對(duì)于解開宇宙之謎的必要性。

成功是差一點(diǎn)的失敗，

火箭研發(fā)的極致技術(shù)挑戰(zhàn)

作為長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭的總設(shè)計(jì)師，李東院士深刻剖析了運(yùn)載火箭這一大國(guó)重器背后所面臨的極致挑戰(zhàn)。他闡釋了“引力阱”概念，指出火箭必須達(dá)到第一宇宙速度（7.9公里/秒）才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定入軌，這一絕對(duì)速度要求導(dǎo)致了火箭發(fā)射成敗往往只在毫秒之間。

與此同時(shí)，火箭必須自攜氧化劑，這使其天生背負(fù)著遠(yuǎn)高于其他運(yùn)輸工具的額外負(fù)擔(dān)。為了掙脫地球引力，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)必須在極小的體積內(nèi)爆發(fā)出堪比整個(gè)水電站的功率，燃燒過程近乎“可控爆炸”，并承受著起飛時(shí)高達(dá)170分貝的噪聲和足以熔化金屬的尾焰熱流。在控制上，如何在無依無靠的太空中，僅憑尾部發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定操控一個(gè)幾十米高、卻“軟如面條”的彈性箭體，更是難上加難。此外，飛行中燃料的急速消耗導(dǎo)致火箭質(zhì)量特性急劇變化，各分系統(tǒng)之間“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的強(qiáng)耦合關(guān)系，使得任何微小改動(dòng)都可能引發(fā)全局性波動(dòng)。而許多極端工況在地面無法完全模擬，導(dǎo)致首飛風(fēng)險(xiǎn)極高。最終，如何將涉及上千家單位、數(shù)十萬個(gè)零部件的巨型系統(tǒng)完美協(xié)同，整合成一個(gè)穩(wěn)定可靠的有機(jī)整體，無疑是系統(tǒng)工程領(lǐng)域面臨的極致考驗(yàn)。

至暗時(shí)刻與系統(tǒng)工程的勝利

李東院士并未回避失敗。他回顧了長(zhǎng)征五號(hào)遙二火箭失利后，團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷的908天“至暗時(shí)刻”?！澳鞘且淮魏翢o征兆的故障，歸零難度特別大，排查過程極為艱苦。最困難的時(shí)候我不巧身體還出了問題，做了一個(gè)手術(shù)，但身體的痛苦反而讓我暫時(shí)忘卻了心理的巨大壓力。”

他特別強(qiáng)調(diào)，中國(guó)航天能走出低谷，迎來長(zhǎng)五復(fù)飛成功及后續(xù)一系列重大任務(wù)的成功，離不開錢學(xué)森先生留下的系統(tǒng)工程方法論?！?strong>系統(tǒng)工程教會(huì)我們不看局部，而看整體，在重量、成本、風(fēng)險(xiǎn)和性能之間做好平衡。我們的單項(xiàng)技術(shù)或許不是最頂尖的，但組合起來的整體性能是世界一流的?！?/p>

發(fā)射場(chǎng)體系優(yōu)化與海洋發(fā)射新機(jī)遇

未來中國(guó)航天發(fā)射能力不僅取決于火箭技術(shù)，也與發(fā)射場(chǎng)體系的多樣化、靈活化緊密相關(guān)。在談及中國(guó)航天發(fā)射場(chǎng)布局時(shí)，李東院士首先分享了全球代表性發(fā)射場(chǎng)的特點(diǎn)，接下來重點(diǎn)分析了我國(guó)發(fā)射場(chǎng)的布局與戰(zhàn)略考量。他提到，文昌發(fā)射場(chǎng)因靠近赤道、海運(yùn)便利等優(yōu)勢(shì)，成為長(zhǎng)征五號(hào)等大型火箭的重要發(fā)射基地，但也面臨臺(tái)風(fēng)侵?jǐn)_等挑戰(zhàn)。

同時(shí)，他還介紹了我國(guó)第五處火箭發(fā)射場(chǎng),也是中國(guó)唯一一個(gè)運(yùn)載火箭海上發(fā)射母港，位于山東海陽的東方航天港發(fā)射場(chǎng)的探索意義。他指出，海上平臺(tái)可通過移動(dòng)實(shí)現(xiàn)“靠近赤道發(fā)射”，對(duì)特定軌道任務(wù)具有顯著效益。盡管當(dāng)前海上發(fā)射場(chǎng)在固定基礎(chǔ)設(shè)施和緯度條件上存在一定局限，但其最大價(jià)值在于為全國(guó)中小型、靈活發(fā)射模式提供了管理范式與政策樣板。他強(qiáng)調(diào)，東方航天港等新興發(fā)射基地的探索，將為中小型火箭發(fā)射提供更靈活的模式，為商業(yè)航天及高頻次發(fā)射任務(wù)提供重要支撐。

互動(dòng)環(huán)節(jié)：登月、民營(yíng)航天與未來動(dòng)力

在互動(dòng)環(huán)節(jié)，在場(chǎng)師生提問踴躍，李東院士一一給予了詳盡而真誠的解答。

關(guān)于載人登月：他透露，通過多次無人登月，探月工程在前期已經(jīng)具備了良好的基礎(chǔ)，很好地掌握了月面著陸技術(shù)。而基于長(zhǎng)五技術(shù)的長(zhǎng)征十號(hào)火箭的發(fā)射計(jì)劃正在穩(wěn)步推進(jìn)中。

關(guān)于壓力管理：“人對(duì)未知才會(huì)恐懼。當(dāng)你對(duì)系統(tǒng)有充分的把握和了解，心中有數(shù)，自然就能鎮(zhèn)定。”他更將成功歸功于中國(guó)航天獨(dú)特的團(tuán)隊(duì)文化，“失利時(shí)，沒有指責(zé)，只有共同承擔(dān)，這是我們最寶貴的力量。”

關(guān)于可重復(fù)使用火箭：他預(yù)見，能與SpaceX抗衡的航天企業(yè)必然在中國(guó)，并期待國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。同時(shí)，他呼吁在座學(xué)子投身“原理層面的創(chuàng)新”，以實(shí)現(xiàn)真正的技術(shù)跨越。

關(guān)于民營(yíng)航天：他持開放樂觀態(tài)度，認(rèn)為國(guó)家隊(duì)與民營(yíng)企業(yè)是互補(bǔ)關(guān)系?！皣?guó)家隊(duì)干那些不掙錢但必須干的事，民營(yíng)航天用更靈活的機(jī)制開拓市場(chǎng)，兩者合力，是中國(guó)無可比擬的制度優(yōu)勢(shì)?！?/p>

傳承航天精神，激發(fā)科技探索熱情

整場(chǎng)報(bào)告持續(xù)近兩小時(shí)，李東院士帶來的分享不僅是一場(chǎng)科技前沿報(bào)告，更是一堂生動(dòng)的思政課。一方面深刻詮釋了自力更生、協(xié)同攻堅(jiān)的航天精神，深化了北大師生對(duì)中國(guó)航天事業(yè)的理解，另一方面更激發(fā)了燕園學(xué)子探索未知、投身科技創(chuàng)新的熱情，

作為積極響應(yīng)北京大學(xué)“科技創(chuàng)新年”的活動(dòng)之一，光華管理學(xué)院舉辦“科技前沿與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇”不僅是進(jìn)行一次學(xué)術(shù)交流，更是探索更深層次的學(xué)科交叉融合及復(fù)合型人才培養(yǎng)路徑的一次重要嘗試。面向未來，我們期待北大光華前沿科技場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)室能夠持續(xù)發(fā)揮平臺(tái)作用，吸引更多頂尖科學(xué)家和行業(yè)領(lǐng)袖參與，共同推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，為我國(guó)乃至全球的科技發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。

北大光華前沿科技場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)室

2024年6月，北京大學(xué)光華管理學(xué)院成立“前沿科技場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)室”，聚焦人工智能等前沿技術(shù)發(fā)展帶來的全新商業(yè)機(jī)會(huì)、以場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的深度變革，并與全球科技企業(yè)、創(chuàng)新機(jī)構(gòu)、行業(yè)專家緊密合作，積極推動(dòng)具備經(jīng)管知識(shí)儲(chǔ)備、科技理解力、行業(yè)洞察力的復(fù)合型人才培養(yǎng)。

來源| 北大光華前沿科技場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)室

排版| 李珅

編輯| 王小雅

審閱| 塔娜

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