中国航天1999年第10期【庆祝中华人民共和国成立50周年】

　空间技术的成就与展望　

中国航天科技集团公司第五研究院院长徐福祥

　　中国在中华人民共和国成立50周年这个举国欢庆的日子里，我怀着十分激动的心情回顾我国空间技术的光辉历程，展望美好的未来。中国空间事业是伴随着中华人民共和国成长的步伐发展起来的。30多年来在中国共产党的领导下，经过科技人员不懈的探索和艰苦奋斗，取得了举世瞩目的成就，为增强国防实力、为国民经济建设做出了重大贡献。

　　一、我国空间技术的开拓发展

　　我国建立自己的空间技术研究中心的构想始于中国航天创建初期。1958年毛泽东同志提出“我们也要搞人造卫星”，此后，中央就把人造卫星列入国家重点项目。1968年2月，中国空间技术研究院正式成立，隶属于中国航天工业总公司的前身第七机械工业部，钱学森同志任院长。这一举措，不仅使我国建立空间飞行器研制中心的构想变为现实，而且标志着我国空间活动由初期的探索、准备阶段上升到有计划、有步骤的开发利用阶段。
　　中国空间技术研究院建院30多年来，在党中央、国务院的亲切关怀下，在国防科工委和航天总公司的领导下，在全国各有关部门的支持下，经过全院职工的不懈努力，在航天器的研制和卫星应用技术方面取得了突破性进展。30多年来，我国共自行研制和发射了40多颗各种类型、不同功能的人造卫星，航天高科技为我们祖国的现代化建设发挥了巨大的作用。
　　1970年4月24日，由我院设计研制的第一颗人造卫星东方红一号发射成功，这颗人造卫星在当时不仅具有较先进的技术，而且其重量也超过美、苏、法、日第一颗卫星之和。东方红一号的发射成功使我国成为继美、苏、法、日后第五个能制造和发射人造卫星的国家，标志着我国空间技术进入了新时代。
　　1971年3月3日，我院研制的实践一号科学实验卫星顺利升空，此后在空间运行了8年，取得了大量的科学数据。
　　从1975年开始迄今，我院研制的17颗返回式卫星先后发射并成功回收16颗，使我国成为世界上继美国、前苏联之后第三个掌握卫星回收技术的国家。80年代后，我国空间事业实现了由科学实验到应用的转变，卫星研制技术也实现了历史性跨越。1981年，我们利用风暴一号运载火箭，一次把三颗卫星送入太空。从而成为世界上第四个掌握一箭多星技术的国家。
　　为跟踪世界现代卫星技术，70年代末，研制发射静止轨道通信卫星被列为国家重点工程。中国空间技术研究院先后攻克了姿态控制、通信转发器、统一载波测控系统等关键技术。1984年4月8日成功地发射了我国第一颗试验通信卫星。在此后不到两年的时间，实用通信广播卫星又于1986年6月2日发射成功，在当时使我国成为继美国、前苏联、欧空局之后，世界上第四个具有发射地球静止轨道卫星能力的国家。1997年5月12日，我院研制的东方红三号广播通信卫星发射定点成功，此举标志着我国通信卫星研制技术又上了一个新的台阶。
　　80年代初，国务院决定开展气象卫星的研究。我院广大科技工作者迎难而上、奋力攻关，于1988年9月7日，发射成功风云一号气象卫星，与此同时，我院与兄弟单位一起开展了静止轨道气象卫星的研制，于1997年6月10日，成功地将风云二号气象卫星定点于东经105度地球同步轨道，从而使我国成为继美、苏后第三个能同时发射太阳同步轨道和地球同步轨道气象卫星的国家。
　　经过几十年的拼搏，我国的卫星研制技术已日臻成熟。在卫星回收技术，一箭多星技术，卫星姿控、温控、地面指令与数据接收站研制技术等方面，进入了世界前列。同时，建立形成了中容量通信广播卫星、返回式卫星、对地观测卫星和现代小卫星等4个系列的卫星平台，这些卫星平台的建立和新技术手段的运用，不仅将有效地提高卫星可靠性和寿命，同时还将大大加快研制速度，努力达到年均研制4到6颗卫星的能力。
　　经过30多年的奋斗，我国已经形成了比较完善配套、具有相当规模和较强能力的卫星工程体系，不仅能够研制各类应用卫星，而且能承担更复杂空间飞行器的研制使命。
　　30多年来，中国的空间技术在提高我国综合国力，促进经济发展，社会进步等方面做出了应有的贡献。
　　我国改革开放的总设计师邓小平说：“过去也好，今天也好，将来也好，中国必须发展自己的高科技，在世界高科技领域占有自己的一席之地。如果60年代以来中国没有原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位。这些东西反映了一个民族的能力，也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志。”
　　1984年4月8日，我国试验通信卫星发射成功，迎来了中国卫星通信的新时代。一系列通信卫星的发射成功，广泛用于电视、广播、长途电话、电视教育、金融、电力等部门，使我国收看电视的人口覆盖率由30%增加到83%~84%，基本上改变了新疆、青海、西藏、云南、贵州、四川等边远地区及海岛收视难、通信难的状况，中国教育台每天通过通信卫星播出30个小时的节目，每年可节省培训费几十亿元。通过通信卫星，为全国500多个大中城市开通了长途自动拨号的电话，利用卫星向各地传送报纸整版版面，实现全球性数据通信和计算机通信。据有关部门估算，我国发射的通信卫星所创造的直接效益达20多亿元，其社会效益是无法估量的。
　　我院研制的风云一号气象卫星所获得的高质量的卫星云图照片，已达到国际水平。利用卫星云图，进行天气预报，为国民经济建设发挥了巨大作用。风云二号气象卫星和与此相配套的由我院研制的指令与数据接收站投入运行，成功地保证了第八届全运会的举行，同时还为长江截流提供了可靠、优质的气象服务。
　　多年来，我国研制发射的返回式卫星在国土普查、地质调查、石油勘探、资源调查、环境监测、地震预报、铁路选线、考古研究等领域中，发挥了重要作用。
　　同时，从1987年开始，我国利用返回式卫星作为空间微重力试验平台，为国内外科研单位进行了300多项搭载试验，使空间微重力试验取得了突破性进展，对新材料的研制生产、合成新的药物、改善传统的农作物栽培等，产生了重大影响。特别是用返回式卫星进行的空间育种试验，在航天和农业科学家的共同努力下，取得了重大突破。经过空间育种选育的水稻卫-36株系，单株质量在50克以上，比对照组增产20%。经太空育种的青椒，已形成单果达350克的新品种，亩产增加20%~30%，VC含量明显增加。小麦、番茄等其他农作物种子经卫星搭载培育，也都获得了新品系，在试种中取得丰收。实践证明，利用空间飞行器进行太空育种并选育推广是贯彻党的十五届三中全会精神，实现“科教兴农”的有效手段。
　　空间技术集中了人类社会的最新技术成果，同时空间技术又客观地推动了科技进步和发展。我国空间技术的发展，也带动了不少新兴产业和新兴学科的发展。例如，我国1100多种新型材料中有80%是在空间技术的牵引下研制完成的。随着四个现代化建设的需要和市场经济的发展，中国空间技术研究院贯彻“以天为本，天地结合”的方针，已将1800项空间技术成果移植到国民经济各部门，开发出了STD总线工业控制电脑、医用X线电视诊断系统、新型铁路车辆红外线热轴探测系统等多种高质量、高水平的民用产品。这些技术运用于电视转播、纺织、石油、交通运输、医疗等行业，推动了传统产业的改造，形成了显著的社会和经济效益。
　　在技术上主要由我院承建的深圳证券交易VSAT卫星通信网利用航天高科技，实现了同时广播、双向数据传输、数话并举的实时通信和异地报盘、成交回报和行情、公告播放一体化。该网于1994年8月正式开通，运行情况稳定。委托成交传送达到不重、不漏、不错，即时成交回传迅速，行情播放准确及时，解决了深交所异地会员与深圳证券市场的证券业务通信的急需，极大地推动了我国证券业务的发展，为我国社会主义市场经济发展做出了实际贡献。
　　同时，中国空间技术国际合作不断扩大。早在1987年和1988年，我院研制的返回式卫星就为法国的马特拉公司和原联邦德国宇航公司搭载了微重力试验装置；已发射的巴基斯坦卫星在我院进行了环境试验；我院还为发射瑞典卫星提供了旋转火箭，现在和巴西共同研制的资源卫星已取得重大进展。目前，我们正在利用有利的国际环境，努力开拓空间技术进入国际市场的新领域。
　　中国空间技术研究院重视人才资源的开发利用，目前我院有科学院和工程院院士7人，国家级有突出贡献的中青年专家11人，部级有重大贡献的专家63人，一大批高素质的人才正在为推动中国空间技术的发展发挥着积极作用。
　　30多年来，通过40多颗各类卫星的研制、发射，我国已经建立了系列完整、配套的航天器研究、设计、制造、试验、发射、测试和运营体系，探索出了一条具有中国特色的发展空间技术的道路，积累了大型系统工程组织管理的经验，培养和造就了一支有较强能力的队伍，为21世纪我国空间技术的继续发展奠定了良好的基础。

　　二、中国空间技术在国际技术领域的地位和差距

　　1.就我国空间技术本身而言，还没有形成长期稳定运行的空间系统。截止1998年9月，我国研制并发射了通信、返回式遥感、气象、大气、试验卫星共计40颗，其中通信卫星9颗，返回式卫星17颗，气象卫星3颗，大气卫星2颗，实验卫星9颗，大部分卫星基本完成了预定的任务，其中返回式卫星和东方红通信卫星取得较好成绩。
　　然而由于我国发射的卫星品种少，数量严重不足，在空间分布上不配套，在时间上不连续，大多数已发射入轨的卫星并没有形成长期稳定运行的卫星系统。
　　2.我国空间技术同美、欧、日等国家的差距在拉大，在一些主要卫星领域的水平甚至落后于印度。70年代至80年代中期，中国空间技术发展的规模和水平虽不能和美、苏相比，但与欧空局差距不大，与日本基本相当，总体实力高于印度。但由于工业基础、管理体制和国际合作思路等多方面的原因，我国空间技术进步的幅度显然偏小。到80年代末期，日本空间技术发展的规模和水平明显超过我国。
　　印度作为发展中国家，重视应用，重视人才，重视国际合作，空间技术发展很快。通信卫星现在基本自己制造，遥感卫星除国内使用外，其5米分辨率的遥感图像在国际市场上销路很好。
　　巴西和韩国等一些新兴国家，都已发射了自己的卫星并计划在今后几年内加大投资，引进生产卫星的技术和设施，力图成为有影响的空间国家。
　　3.应用卫星市场竞争能力弱，特别是国内通信卫星市场，近期基本被外国卫星制造商占领。随着国民经济的迅速发展，我国对卫星通信广播的需求急剧增加。外国卫星制造公司看好中国卫星通信的潜在市场，纷纷前来占领。我国卫星固定通信业务使用或订购的外国卫星有：休斯公司、马丁公司的亚洲星(3颗)，休斯公司和劳拉公司的亚太星(4颗)，美国洛-马公司的中卫一号，法国宇航公司的鑫诺卫星-1，劳拉空间系统公司的中卫星-8号等。卫星移动通信业务中除已向休斯公司订购亚太移动通信卫星(APMT)外，铱系统、全球星系统和国际移动卫星组织ICO也可能以不同方式进入我国相应市场，中国以巨额外汇采购了世界上几乎所有主要大型平台的通信卫星，致使中国通信卫星市场已基本被外国制造商占领。
　　卫星通信无疑是新的国民经济增长点，面对外国制造商纷纷打入，我国卫星目前又难以与之竞争的严重情况，尽快提高我国卫星研制能力，以适应卫星通信事业的迅速发展和迫切需求，已成为我国面临的重大挑战之一。
　　4.国内空间技术研制机制与国际上形成集团规模的发展趋势不相称。近年来，国际航天界通过合并、重组和强强联合，实现了优势互补，实力迅速增强，使卫星的设计制造向产业化和规模化发展，从而对我国卫星研制构成重大潜在威胁。美国已从1988年24家航天公司重组为目前的波音、洛马、休斯、劳拉等集团公司。法国宇航公司和马特拉高科技公司合并，其实力大大增强，在欧洲居第一位，并成为波音、洛马、休斯、劳拉之后的世界第五大航天集团公司。这说明空间产业的竞争已从国内转向国家和地区间的激烈竞争。
　　我国国内的空间技术研制力量分散，难以形成拳头，与国际上形成集团规模的发展趋势极不相称，不能适应国际性的激烈竞争。国际卫星研制的规模化和占领世界市场能力的增强，迫使我们尽早研究、转换我国空间技术开发的机制，以提高竞争力。

　　三、如何缩短差距

　　1.建议国家尽快制定航天产业政策和航天法。随着我国经济体制的转变，航天活动的动作条件和发展环境发生了巨大变化，出现了许多新情况、新问题。国家依靠行政手段已不能完全适应新的形势，亟待制定航天活动的法规，实现国家航天活动立法，在航天法的指导下，进行有效的体制和机制的改革，适应社会主义市场经济的新形势，以有效地保证我国航天事业的快速发展。
　　2.加大空间技术发展的资金投入。一是加大投资规模和强度，在国民生产总值中占有合适的比例。由于许多国家都认识到发展航天技术具有重大的政治、社会、科技和经济效益，一些国家的航天政策都规定了国家对航天投资占国内生产总值的比例，如美国为0.5%，法国为0.18%，印度为0.1%。我国航天投资规模小、强度低，长期以来没有明确占国内生产总值的比例，我国空间事业年投入绝对数额只及美国的1%，法国、日本的1/10，甚至低于印度。二是提高空间技术投入中的研究与发展、技术基础与改造资金的比例。由于空间技术是高投资、高风险的技术领域，技术更新换代快，必须进行较长周期的超前技术开发和飞行验证，因此，必须有较多的研究与发展资金。这与型号立项后的研制是截然不同的，前者是基础性新技术研究与开发，而后者则是工程研制。有些难度大的关键技术需要超前型号立项5~10年就开发，否则不但研制周期会拖长，更重要的是单项关键技术不过关，卫星的技术性能和质量也难以保证。三是应用卫星要作为国家基础设施项目，列入国家的国民经济和社会发展计划和年度财政预算。
　　3.开展多方位、多层次和多种形式的国际合作，充分利用国外经验和教训发展我国空间技术。一是尽快制订空间国际合作政策，大胆改革，力争国际合作有重大突破；二是提高决策效率，增强国际信誉；三是规范面向国际的现代企业制度的集团公司，开拓国内外市场；四是加强基础建设，提高自主开发和创新能力，为21世纪初更大规模的国际合作和打入国际市场创造条件。
　　另外，建立适应空间技术快速发展的机制与基础，解决空间技术队伍建设问题也是应采取的必要措施。

　　四、空间技术未来的展望

　　中国空间技术研究院建院30多年来，在推动中国空间技术发展，开发空间资源，为我国现代化建设服务等方面发挥了重大作用。面对即将到来的21世纪，中国空间技术研究院将在国防科工委、航天科技集团的领导下，担负起神圣的历史使命，这就是：“发展空间技术，开发空间资源，为增强综合国力、维护国家安全、巩固我国大国地位服务”，为支持“科教兴国”和可持续发展战略服务；为促进科技强军服务。
　　世界高科技迅猛发展，我国社会主义市场经济浪潮滚滚向前。党的十五大规划了社会主义现代化建设跨世纪的宏伟蓝图，为空间技术发展指明了方向。国家对开发空间资源，发展空间技术十分重视，已把空间技术作为国家总体发展战略的一部分，列入2000年至2020年《国家中长期科学技术发展纲领》中。国民经济和社会发展的诸多领域对空间技术不断提出更加迫切的需求。从现在到下世纪初，我们的目标是逐步建成几个国民经济急需的、长期稳定运行的应用卫星系统。这就是说要使某些应用卫星在轨道上始终保持一定数量，在卫星工作寿命终止前，及时发射接替卫星，保证地面卫星应用不间断；有的卫星要尽可能延长其寿命；减少发射次数，按需发射；更要发展新型的应用卫星以满足国内外用户多方面的需求。在通信广播方面，要扩大通信广播卫星系统，进一步改善中国教育落后和通信紧张状况。为此要发展大容量、高功率、多波束、长寿命的通信广播卫星。在频谱上不仅有C频段，同时也要开辟Ku、Ka和L频段资源，以满足电视教育、固定与移动通信及各种专业数据传输、话音和电视广播等的需要。要进一步扩大公众网和建立或完善金融、水利、能源、交通、教育、灾害监测等专用网。要研究发展“直接进入家庭”的电视广播卫星、区域移动通信卫星和跟踪与数据中继卫星的必要性和可行性。
　　在对地观测卫星方面，要进一步完善和发展气象卫星系统，直接为国民经济服务，要建立环境资源卫星系统，以监测地球环境、勘测地球资源。要在即将发射的资源一号卫星的基础上进一步提高分辨率，扩展观测波段，延长卫星寿命。另外还将研制海洋卫星，促进对海洋环境和资源的探测。要加速发展综合遥感卫星，建成资源综合普查、气象、海洋信息预报、环境监测和灾害快速反应系统，使卫星遥感信息成为国家综合部门和经济部门决策的重要依据。
　　开发天基交通系统，使航天、航空、航海、铁路、公路相结合，发展成为现代化的高速立体交通管理网络。
　　在导航定位方面，要加速发展导航卫星。要从国情出发，研制一种由两颗地球静止轨道卫星组成的双星导航定位系统，为我国的车辆、船只、飞机等开展导航服务，从而提高指挥和调度交通运输的能力。
　　在科学实验方面，要以微重力、空间环境和空间生命科学及新技术实验为重点，继续利用返回式卫星为国内外用户提供搭载服务，进行空间微重力材料制备和生命科学实验；与此同时，还可以将返回式遥感卫星改装成专用的微重力试验卫星；要加速发展小型卫星，以适应空间探测、科学技术实验、海洋观测等及国内外更多用户对中、小型卫星的需要。为适应我国经济建设的要求，由我院研制的实践五号小卫星，仅用两年时间就完成了工程星和正样星的研制，其性能指标完全满足用户需要，并达到各项设计指标要求。该卫星采用CAST968A公用平台，装载中科院研制的单粒子效应试验等多种有效载荷，于1999年5月用长征四号乙火箭搭载发射。近年来，我院已与亚太地区相关国家就合作研制小卫星进行了多次协商和讨论，我院还与有关部门完成了组建环境与灾害小卫星星座的技术可行性论证。该星座可实现对环境灾害的全天候观测。为了进一步开发空间资源，还将开展新型航天器等复杂系统的研究。
　　30多年来，在党中央、国务院、中央军委的亲切关怀下，在中国航天工业总公司的直接领导下，中国空间技术研究院得到了飞速发展。为了推进空间资源的开发，加速中国空间技术产业化进程，我们一定要在以江泽民同志为核心的党中央领导下，高举邓小平理论伟大旗帜，以国民经济和社会发展2010年远景规划为指导，突出重点，注重效益，协调发展，选准目标，择优跟踪，在部分重要领域有所突破，缩短与世界先进水平差距；以“三个有利于”作为衡量标准，大胆尝试，积极探索，加速空间技术研究的各方面改革。要主动面向市场，面向社会，坚持为经济建设、国防建设和社会发展服务；实行天地一体化，集团产业化，全方位、多层次地利用空间资源造福于国家和人民。
　　即将来临的21世纪，必将是空间事业更加辉煌的时代。我们将继续贯彻深化改革、扩大开放的政策，加强国际合作，以经济建设为中心，进一步开发空间资源和扩大空间应用范围，努力为和平利用外层空间，为合理地开发地球，保护地球，为祖国的繁荣昌盛作出更大的贡献。

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