美国50年前就能载人登月，中国为什么现在还不行？ | 科技袁人

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俄罗斯火箭技术：基础雄厚，但已日暮西山：日本火箭技术：以民掩军，侧重国防：美国的航天模式有什么特别之处？载人登月流程和嫦娥五号一样吗？中国什么时候可以载人登月？发展航天技术对日常生活有什么影响？月球探测有什么重大的科学意义？

本文为嫦娥五号发射直播系列之三，

系列之一、二见

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本视频发布于2020年12月13日，播放量已超八百万

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袁岚峰：跟其他的国家相比，中国的探月技术发展到什么水平？这个所谓其他的国家指的是哪些国家？其实也就是美国、苏联，然后欧洲整体的那些欧空局，然后还有日本的，还有印度的。跟这些国家相比，中国探月技术是什么水平？

吴京平：我们第一梯队讲的是美国跟俄国；然后第二梯队，欧空局、日本、我们还有印度，我们算是第二梯队领头羊了，也算是不错了。印度人好像去月球绕了几圈吧，他们肯定没有落下去嘛，对吧！

袁：不，印度落下去了，去年印度去落了。只不过它这个落的软着陆变成硬着陆了，它一头撞上去了。

吴：撞上去也算是下去了，确实是落了。

周炳红：我可以重点讲一下俄罗斯。俄罗斯他是因为前苏联时期，他这个火箭技术基础很雄厚，到现在为止总的发射次数应该最多的还是俄罗斯和前苏联。他们发射了好几千次，大概接近3千次，我们现在也就发射了350多次，也就是说他火箭发射次数比我们大一个量级，所以他是基础雄厚。

吴：那是他当年他那个侦查卫星的寿命太短，他不得不一个星期打上去一颗。

袁：当然这个也有一种对比。就是说这个在二战的时候，像美国和日本这样的国家他造100多艘航空母舰，跟现在一比那不吓死人了。现在航空母舰要造100艘？但当年那个航空母舰跟现在的航空母舰这个技术水平当然不能比了。但是，不管怎么说，可见原来苏联人俄罗斯人确实是对这个（航天）是下了大力气，花了大力气的。

吴：苏联的第一代的返回式侦察卫星用的就是那个东方号飞船，只是不载人的，它直接掉下来，就把胶卷带回来。美国人还费劲巴拉地把那个胶卷扔下来，还得在空中接着。结果人家苏联人直接简单粗暴，那个卫星直接回来不就完了吗，那代价多大啊！

周：所以我们总结一下这个俄罗斯的火箭技术就叫做基础雄厚，但是已经日暮西山。他们很多专家，因为他们整个俄罗斯的这个经济水平现在基本上跟我们整个广东省差不多了，只相当于我们一个省，他根本没有钱去投入。他们那个专家来跟我们中国的科学家合作很有意思，我们有时候，你给他买一身好一点的西装，一两千块钱的西装他会很高兴，这是第一点。第二点，他会给你留下一句话，他说，下次你不要买这个西装，你把它折换成现金给他带回去。

袁：我觉得这个建议不错。

周：就是很麻烦的一件事情，就是他的经济投入，科学家的收入实在是太少了。具体多少我忘了，但是这个我记得这个故事，我们同事跟我们说的。

吴：他们大批的人往美国跑。

袁：这是非常令人遗憾的一件事情，我也听过一个同事说他跟俄罗斯有很多合作，去过那儿好多次。我问过他，说俄罗斯那边科学怎么样？他说主要的问题就是人才流失太严重。就是你去那儿发现大部分都是头发花白的，都是老年人，然后有一些年轻人，这些年轻人对科学是真爱了，他不能维持这个工作。但是他们为了维持在这个科学事业工作他必须在外面打好几份工，才能够维持一个生活。像这样那你怎么搞？你不但是靠爱发电，你还得到外面发了电然后供应到这边来，这个日子怎么搞得下去呢？所以这真是让人为俄罗斯的科学非常的担心。

周：然后日本，我昨天刚好也是参加一个论坛，咱们国家的应该说是现在的最著名的火箭专家龙乐豪院士他做了一个报告，我听到几点，是关于日本的，他说日本叫“以民掩军”，他们的火箭是。

袁：你说是“掩护”的“掩”是吧？

周：对！以民掩军、侧重国防，他们的火箭技术发展。我觉得他这个概括也是很到位的。他们那个固体导弹，固体运载火箭，用来发射卫星根本没有什么价值，他就是为了发射，发展固体导弹技术。比如他们发展了两款，一款大一点的固体运载火箭，一款小一点。他们是真的是以民掩军，日本有点……

吴：但是当年美国人给他们下了一个套。是这样的，当然咱们中国不是要发射第一颗卫星嘛！

日本人感觉到了什么，就弄个探空火箭发了一个比土豆大不了多少的东西，发上去了，然后号称叫亚洲第一颗人造卫星。他们就是这么干的。结果后来美国人一看，哇，不对啊！你居然敢用探空火箭往上发东西，那不能让你走这条路！后来美国人适当转移了一部分氢氧火箭发动机的技术给日本，然后日本就奔着氢氧火箭发动机这路数去了。但是氢氧火箭发动机是根本不可能作为战略导弹来使用的。所以美国人当时就是下了这种套的。

袁：不过日本人虽然煞费苦心，但是无论如何五常都在盯着他呢！不可能让他真的具有这种战略能力的。

吴：但是你也得看出美国人的那种心思，比如说当时鼓捣印度你去搞钚元素做核弹，你不要搞铀元素，钚元素很容易的，你提取起来比铀方便多了！把印度人坑得七荤八素的。

周：讲到这个我觉得美国的火箭技术确实他们在做很多前瞻性的研究，包括他们确实是在扎扎实实地为载人登陆火星做很多技术储备研发，这个我们国家可能相对来说，这个从公开报道来看我们做得很薄弱的一个地方。他们这个载人登陆火星现在三种途径都在推进：第一个就是传统的推进剂补加的方式，像SpaceX他就在推进这个事情载人登陆火星；那么第二个方式就是核火箭技术，他们也是最近每年都投了很多钱在地面开发核火箭技术；还有一个就是电火箭，电火箭其实比核火箭还更成熟一些，他们正在运用电火箭将来可以做月球跟火星之间的往返运输，用这个电火箭。

所以美国人他们确实是投入是非常的大，包括他们上一期那个重返月球，那个花掉的钱其实就是上千亿美元，合人民币就是上万亿人民币。其实他们最后也就是说直接的这个工程的成果是没看到，但是储备了很多关键的技术，这些技术又用到下一期的现在的这个叫Artemis阿特弥斯计划继承到这里面，但是他的工程的钱是扎扎实实得已经花掉了，培养了很多人才，这也是SpaceX能够快速地崛起的一个原因。就是他们砸的钱实在是太多了，就是比我们多得多的，光重返月球计划就多了将近1万亿人民币的投入。

吴：我感觉他们美国人不管是NASA也好，还是他们国防部高级研究计划局就是DARPA他们这个模式是挺有意思的。他们是国家当做一个教练员和裁判员然后发订单、发包，我有一个任务交给你私营公司，私营公司去把它研究出来，然后国家还可以有一些调配，比如说NASA的一些研究中心还会研究一系列的技术。包括像土星5号第一级完全就是土星5号它也是做了大量的发包嘛。就是说你第二级火箭我给哪个公司，我登月舱给哪个公司，然后一级一级地发包发下去。这个时候就等于他这个教练员兼裁判员带出了一支队伍，带出了一支私营公司组成的队伍，然后这些私营公司拿到这些技术以后，他们这些技术会扩散，会向各个方面扩散。然后呢，因为私营公司之间他肯定是有人员流动的、有技术转让的等等一系列的这种手段，所以很快，那么出现马斯克这种人他各种资金流、人流还有技术就会往他那儿跑。他只要提出一个很大的梦想就会吸引到很多人。

他们这个机制还是很有意思的。如果，你想吧，像尿不湿这种东西因为最早就是航天技术嘛，如果说它出现在苏联的话那会出现什么样的情况？出现在苏联的话肯定是某个研究所研究出来以后跟宇航员用了，然后就锁进保险箱了，这个是不可能有商业应用的。但是在美国就不一样，它航天研究的所有技术很快就会扩散出去，然后储备大量的人，然后再迭代，然后这些技术都在民用上面发展又会促进到军用方面和国家这种高科技方面的发展，这个是挺有意思的一个循环机制。NASA自己是没有厂的，他一天到晚就是发订单、发包，然后我给你方案，我提个要求，然后你给我能不能把它做出来。我出个卷子让你去考，你考出来了你这个公司就上一个档次，就这个意思。

袁：然后下一个问题是说什么时候去载人登月啊？

吴：理论上应该是差不多的，因为当年阿波罗就是按照这个路子走了一遍嘛。目前看来这个是最合适的一个方法，对我们来讲各方面都比较平衡，花的能量不太多，然后技术上也不是特别难，而且这个效果也很好。就是阿波罗因为它实实在在走了一遍，所以按照他们那个路数去应该是效益比较好。当然也可能有点其他什么方法，也是有可能的，主要还是看落点，如果落在月球的背面的话可能还会有点麻烦，但相信差得不太大。

周：它这一次实验的话为这个将来我们载人登月其实有好多技术都做了一个铺垫。就是它那个样品返回舱，咱们现在这个其实是有好几百公斤重的，应该说是，我看网上说是有300多公斤重，其实跟我们，有一米多高呢！其实它带回来2公斤样品，但是它自己几百公斤重，这个将来再放大一点就可以作为载人飞船，实际上它已经在研制了，也就是说它将来测的这个参数和这个工作模式都为我们后面载人飞船、载人登月工程，其实整个的关键的技术是相同的。所以它能取得一部分初步的这个参数为后面这个，所以它这个技术，现在嫦娥五号的这些技术会有很好的继承性和可扩展性，可能扩展到载人登月上。

袁：后面那个问题，什么时候载人登月？这个问题方便回答吗？

周：什么时候载人登月，我们可以先说一下美国的载人登月，美国的载人登月现在预计的目标是2024年。如果按美国的这个登月流程，或者我们中国来做的话，我们第一步应该会做载人环月。也是跟这个探测月球一样，我们先环着月球飞，然后呢再来载人登月。那么很有可能是他们在载人登月的时候，如果他们再推迟几年，那么到时候我们就可能是我们也开始做载人环月了。就是比他们落后个三年、五年。如果他们推一下那就可能时间上我们猜测，这个应该是很有可能是这样一个结果。

当然具体的要看载人工程的这个立项情况，现在是我们国家没有正式立项，但是随着这个新闻的披露：我们的大发动机什么都开始研制了480吨的液氧煤油发动机以及200吨的氢氧能源发动机都开始在做一些早期的试车，它的涡轮泵，就是冷试车都开始基本上完成了，就差我估计过两年可能就会听到这个点火的消息。那点火以后，一般来说发动机只要成功了就具备了载人工程的立项的条件，就是我们说的是叫什么，叫动力先行，就是你火箭要立项这个动力，就是主要的这个发动机要先行。如果发动机点火热点火成功试车基本上就具备了这个立项的。

袁：周老师说到的这个火箭，我想它应该叫做长征九号。现在的长征五号它是不足以把人送到月球上去的，它可以从月球采样回来，但是人是去不了的，人太重了。所以未来的是我们要造一个叫做长征九号的东西，它的这个运载能力是跟当年的土星五号是相当的，或者原来苏联的能源号，这种量级的火箭才能够把人送到月球去。美国五十年前就证明了载人登月的可行性，那我们为什么不直接开启登月技术呢？

周：我们为什么不直接开启这个问题，就是说他应该指的是载人登月技术，对吧？

那么载人登月技术，它最关键的几个就是它没有科学和经济价值，它主要是一个政治价值，就是谁先上的问题，所以它耗资又这么巨大，可能需要合现在的人民币几千亿甚至上万亿的人民币，这么大一个规模，所以在没有迫切需求的情况下就不会轻易地立项的。我们重型加速器，那个超级加速器也就是几百个亿、一千个亿吧，也是很难启动的。这个袁老师讲讲吧。

袁：关于大型对撞机的这个问题我还做过几次节目来解释这个问题，那是我们中国科学院高能物理研究所他们提出来一个设想，它是分为两期，第一期叫做CEPC，环形的电子和正电子，就是正负电子对撞机，这个的预算是400亿人民币。如果在这一步走得比较好得到一些比较有趣的新现象，下一步就把原来那个CPEC拆了再把它重新再建成另外一个质子对撞机，然后那个能量变得更高，那个的造价就有一千亿人民币了。所以这两个加起来总共是一千四百亿。你觉得这个数字很大吗？这个数字已经让很多人在那儿叫苦不迭了，很多人一听就觉得这么贵了，肯定不能建嘛！可是我们要去登月的话花费比这个又要高一个量级，花一万亿人民币这样的量级去登一次月，所以你想好了你真的要去登月吗？你如果真有一万亿人民币你是去登月呢？还是去造一艘航空母舰再说呢？

吴：登月是消耗品，它一次火箭一次性地打掉了，然后你那个对撞机起码好歹还在地上还可以有很多很多用途啊。

周：也就是说这个登月，载人登月这个火箭它是耗资又巨大，它的需求又没有持续性。所以说像美国阿波罗它那个火箭后面也没有生产、没用了，他花了几千亿人民币最后又发展其他工程，很多技术其实，他那个发动机技术就没有继承下来。现在又开发了新的发动机，所以他就不可持续的。我们长征5号火箭能够做很多很多的事就不如先发展长征五号，不用直接去载人登月了。

袁：在这个月球探测技术的发展过程中对于其他领域的技术产生了哪些积极影响？这个其实是一个标准问题，这就是每当我们想宣传航天对人类的好处的时候就会来专门讲一个，如果我不是一个托儿的话他肯定不会提这种问题的。实际上我们日常生活中有很多很多的技术都不会意识到它那个起源是来自于航天，比方说尿不湿是吧，好像还有方便面，反正有好多东西，这个都是为了当初载人登月的时候发展出来的。

周：我觉得从技术上有很大的产出，就是这个登月工程我不管是大的航天工程，它都是一个庞大的系统工程。这个团队几万人协同、发展、锻炼出来的系统工程技术对国家的治理还是对我们其他的工程的借鉴，发展出来的这个系统工程方法是非常有用的。

其实从最近的我们国家行政领导人的这个任命上都能看出来，现在最近有好多省的部级的领导都是航天部门培养出来的人才，他们都是在承担重大工程中，比如好像最近湖南省的省委书记许达哲、袁家军、张庆伟，他们都是航天培养出来的人才，他们就在国家的行政管理中，也用到这种系统工程的方法，就是说他就能够管理更复杂的一个系统。

那么还有就是从技术上，管理一个复杂的系统就是它的组成的要素、系统要素也就是说零部件会非常的多，一个飞机的零部件大概是几百万个，火箭的话其实更简单一点是几十万个。但是它发展出来系统工程方法，包括软件，也是几千万行代码，他们投入的资金也都是要几十个亿、几百个亿，投入几万人来协同来开发的。像这种工作都是要很好地运用系统工作方法，有一种说法就是说美国人比我们先进其实很关键的一个地方就是他们这种复杂系统工程方法上比我们国家更先进。

袁：是的，所以周老师这是提到一个一般人很少想到的这个系统工程上的。一般人只能想到那些具体的技术，但是实际上在更高的思想层次上……下面是问月球探测的重大科学意义是什么？

周：一个重大的科学假说就是弥补太阳系起源与演化的形成过程中10到30亿年前有一个巨大的空白等着我们去探索。就是我们拿回样品来如果能够标定那个样品确实是20亿年前形成的，那么那个地方到时候有多少陨石坑，这个陨石坑的密度，我们能跟40亿年前的进行比较是不是能够，这个假说能不能够，我们到时候实验的结果，能不能够推翻以前的“晚期大轰炸”假说，这就要等着我们的科学探索、科学数据才能回答的。所以它是，我觉得是有非常重大的科学意义。

那么还有其他的，我们现在都是走向，我们说是走向，以前都是在月球表面，我们慢慢地要走向月球的深处，就是我们现在会其实嫦娥四号就已经开始用一些，就是探测器能够探测月表，当时月表，但是比以前更深，能够探测大概40、50米深。它几十米深就发现了月球表面的分层结构，有的时候是有一段时期它撞击以后形成了很多相当于碎屑，然后后面又由于远处的陨石坑把它的大石头又给它撞击又甩过来了，又铺盖了一层石头，然后上面最表面又有一层月层，月壤又有将近1米深，然后最表层又有太阳风粒子跟它作用形成的月球的尘粒。

就是说现在就可以更仔细地去探测月球分层结构的形成的机制，以及大的、长时间尺度的整个太阳系演化的。历史上的一些重大的假说都有希望来进一步丰富和发展，甚至也有可能会提出新的科学理论，这都是有可能的。

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作者简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

背景简介：视频发布于2020年12月13日《美国50年前就能载人登月，中国为什么现在还不行？》（https://www.ixigua.com/6904928491846926859?&wid_try=1）。

责任编辑：祝阳