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

近日，北京大學光華管理學院“科技前沿與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇”院士系列活動特邀中國工程院院士、運載火箭技術專家李東，為北大師生帶來一場題為“航天運輸系統(tǒng)的發(fā)展歷程及趨勢，技術挑戰(zhàn)和科學問題”的深度分享。作為長征五號系列運載火箭總設計師，李東院士系統(tǒng)梳理了中國航天的輝煌成就，闡述了運載火箭研發(fā)面臨的極致挑戰(zhàn)與未來突破方向，同時他還寄語現(xiàn)場同學，把專業(yè)所長融入航天強國建設的需求中，讓青春力量成為中國航天向更深宇宙邁進的堅實支撐。

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)闡釋了航天技術在經(jīng)濟建設、太空探索和人類未來生存拓展等多個層面的重要使命?！昂教旒夹g早已融入日常生活?！崩顤|院士指出，經(jīng)濟建設是航天的重要維度，從導航定位、氣象預報到尿不濕、太陽能電池板等衍生技術，航天產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要組成?！?/p>

在科學探索層面，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，用生動的比喻描繪了宇宙的廣袤與空曠?！叭绻覀儼烟柋茸饕粋€放在教室中間的菠蘿，那么地球就會是教室里的一粒芝麻，離我們最近的下一個‘菠蘿’則在4000公里之外?！彼麖娬{(diào)，當前未能發(fā)現(xiàn)地外生命，并非宇宙沒有“第二條魚”，而是因為“我們這條魚游得還不夠遠”，凸顯了發(fā)展更先進航天技術對于解開宇宙之謎的必要性。

成功是差一點的失敗，

火箭研發(fā)的極致技術挑戰(zhàn)

作為長征五號系列火箭的總設計師，李東院士深刻剖析了運載火箭這一大國重器背后所面臨的極致挑戰(zhàn)。他闡釋了“引力阱”概念，指出火箭必須達到第一宇宙速度（7.9公里/秒）才能實現(xiàn)穩(wěn)定入軌，這一絕對速度要求導致了火箭發(fā)射成敗往往只在毫秒之間。

與此同時，火箭必須自攜氧化劑，這使其天生背負著遠高于其他運輸工具的額外負擔。為了掙脫地球引力，火箭發(fā)動機必須在極小的體積內(nèi)爆發(fā)出堪比整個水電站的功率，燃燒過程近乎“可控爆炸”，并承受著起飛時高達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)動機穩(wěn)定操控一個幾十米高、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致火箭質量特性急劇變化，各分系統(tǒng)之間“牽一發(fā)而動全身”的強耦合關系，使得任何微小改動都可能引發(fā)全局性波動。而許多極端工況在地面無法完全模擬，導致首飛風險極高。最終，如何將涉及上千家單位、數(shù)十萬個零部件的巨型系統(tǒng)完美協(xié)同，整合成一個穩(wěn)定可靠的有機整體，無疑是系統(tǒng)工程領域面臨的極致考驗。

至暗時刻與系統(tǒng)工程的勝利

李東院士并未回避失敗。他回顧了長征五號遙二火箭失利后，團隊經(jīng)歷的908天“至暗時刻”。“那是一次毫無征兆的故障，歸零難度特別大，排查過程極為艱苦。最困難的時候我不巧身體還出了問題，做了一個手術，但身體的痛苦反而讓我暫時忘卻了心理的巨大壓力。”

他特別強調(diào)，中國航天能走出低谷，迎來長五復飛成功及后續(xù)一系列重大任務的成功，離不開錢學森先生留下的系統(tǒng)工程方法論。“系統(tǒng)工程教會我們不看局部，而看整體，在重量、成本、風險和性能之間做好平衡。我們的單項技術或許不是最頂尖的，但組合起來的整體性能是世界一流的。”

發(fā)射場體系優(yōu)化與海洋發(fā)射新機遇

未來中國航天發(fā)射能力不僅取決于火箭技術，也與發(fā)射場體系的多樣化、靈活化緊密相關。在談及中國航天發(fā)射場布局時，李東院士首先分享了全球代表性發(fā)射場的特點，接下來重點分析了我國發(fā)射場的布局與戰(zhàn)略考量。他提到，文昌發(fā)射場因靠近赤道、海運便利等優(yōu)勢，成為長征五號等大型火箭的重要發(fā)射基地，但也面臨臺風侵擾等挑戰(zhàn)。

同時，他還介紹了我國第五處火箭發(fā)射場,也是中國唯一一個運載火箭海上發(fā)射母港，位于山東海陽的東方航天港發(fā)射場的探索意義。他指出，海上平臺可通過移動實現(xiàn)“靠近赤道發(fā)射”，對特定軌道任務具有顯著效益。盡管當前海上發(fā)射場在固定基礎設施和緯度條件上存在一定局限，但其最大價值在于為全國中小型、靈活發(fā)射模式提供了管理范式與政策樣板。他強調(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)射任務提供重要支撐。

互動環(huán)節(jié)：登月、民營航天與未來動力

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

關于載人登月：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，很好地掌握了月面著陸技術。而基于長五技術的長征十號火箭的發(fā)射計劃正在穩(wěn)步推進中。

關于壓力管理：“人對未知才會恐懼。當你對系統(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航天獨特的團隊文化，“失利時，沒有指責，只有共同承擔，這是我們最寶貴的力量?！?/p>

關于可重復使用火箭：他預見，能與SpaceX抗衡的航天企業(yè)必然在中國，并期待國內(nèi)在這一領域實現(xiàn)重大突破。同時，他呼吁在座學子投身“原理層面的創(chuàng)新”，以實現(xiàn)真正的技術跨越。

關于民營航天：他持開放樂觀態(tài)度，認為國家隊與民營企業(yè)是互補關系。“國家隊干那些不掙錢但必須干的事，民營航天用更靈活的機制開拓市場，兩者合力，是中國無可比擬的制度優(yōu)勢。”

傳承航天精神，激發(fā)科技探索熱情

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

作為積極響應北京大學“科技創(chuàng)新年”的活動之一，光華管理學院舉辦“科技前沿與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇”不僅是進行一次學術交流，更是探索更深層次的學科交叉融合及復合型人才培養(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景實驗室能夠持續(xù)發(fā)揮平臺作用，吸引更多頂尖科學家和行業(yè)領袖參與，共同推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，為我國乃至全球的科技發(fā)展貢獻智慧和力量。

北大光華前沿科技場景實驗室

2024年6月，北京大學光華管理學院成立“前沿科技場景實驗室”，聚焦人工智能等前沿技術發(fā)展帶來的全新商業(yè)機會、以場景驅動技術與產(chǎn)業(yè)的深度變革，并與全球科技企業(yè)、創(chuàng)新機構、行業(yè)專家緊密合作，積極推動具備經(jīng)管知識儲備、科技理解力、行業(yè)洞察力的復合型人才培養(yǎng)。

來源| 北大光華前沿科技場景實驗室

排版| 李珅

編輯| 王小雅

審閱| 塔娜

往期發(fā)布：

翟婉明院士走進北大光華，講述中國高鐵的過去、現(xiàn)在與未來

展望未來的機器人技術！丁漢院士走進北大光華，共話產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與科技前沿