李会超:中国始终敞开国际合作的大门 但绝不会当冤大头

【文/观察者专栏作者 李会超】

在嫦娥四号实现人类首次在月球背面的软着陆、开始对这一片神秘的位置世界进行科学探测的同时，中美间在航天领域的恩恩怨怨又再次成为舆论热议的话题。科学没有国界，通过国际交流产生新的科学成果，共同推进人类对自然界的认识，是国际科学界应有的学术生态。然而，由于空间科学的特殊性，在政治和利益因素的作用下，这一学科领域的国际合作与交流有时并没有那么顺畅。

科学需要交流，工程需要保密

在大众的印象中，像笔者这样多读了几年书、在研究所或大学里工作的人，就是“科技人员”了;如果某位科技人员研究的内容恰好和地球外面的事情有关，那多半能和火箭、飞船、卫星发生一些联系。但实际上，在类似于嫦娥四号这种以科学探测为目的的航天计划中，参与的科技人员大概可以按照他们从事的具体工作和所在单位的不同，划分成工程师和科学家两类。而工程师和科学家们所负责的工作虽然紧密联系，但却是不同的。

如果把航天探测比作出一趟远门观察风景，那么工程师的任务就是设计并制造一辆性能足以满足旅途需求的汽车，给汽车制定合理的行驶路线，保证汽车安全平稳的行驶到目的地。如果需要用相机记录风景，工程师们还要为这趟旅行量身打造能够拍摄不同种类照片的照相机。而科学家们任务则是根据相机传回的照片，看看这片风景中是否有以前没有见过的景致，并解释他们出现的原因，从中产生新的发现。

在科学探测航天任务中，前文所说的“车”就是火箭、探测器平台，“相机”就是进行各种科学探测的有效载荷，而航天器发射前的轨道设计和飞行过程中的测控，则发挥了计划路线和导航的作用。同时，科学探测的有效载荷能带给科学家们的，远非一张照片那么简单直观的信息，而是利用不同波段信号和不同探测手段所获取的综合信息。以嫦娥四号及月兔二号为例，它们搭载的科学载荷有地形地貌相机、射电频谱仪、中子及辐射剂量探测仪、测月雷达、红外成像仪等一批科学探测载荷，既能获得关于月球的地形地貌和空间环境的探测数据，又能以月球为基地遥望更遥远太空中的天体。

对于科学家们来说，通过国际合作促成新的科学发现已经是学界开展研究的惯例，科学家们既可以在如IAU、COSPAR等国际学术组织的框架下开展合作，也可以自行组织一些国际工作组共同聚焦研究一个问题。同时，探测器所获取的科学数据也一般可以通过互联网或其他途径自由分发，只要在发表时注明数据来源，大都可以随意使用。

虽然科学数据可以自由使用，产生这些数据的科学有效载荷的探测原理与大致设计方案也可以通过论文向同行介绍，但具体到工程师们所负责的科学载荷的设计制造细节，一般都是保密信息的范畴。笔者读博的研究所数年前从美国引进回国一位研究太阳风的老师。他在美国工作时，所在的课题组承担了STEREO卫星的PLASTIC仪器的定标工作。这台仪器所观测到的太阳风的成分和物理参数信息，目前已经可以通过NASA的CADWeb数据库或其他互联网途径随时随地下载到。然而，因为这位老师不是美国公民、没有安全许可，每当学术会议讨论到需要保密的硬件方面的问题时，他就不得不按照要求离开会场。无独有偶，研究所的另一位老师也回忆到，他在美工作期间，作为科学家到访NASA的喷气动力实验室时，必须佩戴写有"escort"(陪同)字样的标牌。这意味着它在实验室里活动时不能单独行动，必须有实验室工作人员陪同。与科学相关、没有那么敏感的科学载荷尚且如此，卫星平台、火箭等航天产品的具体技术信息则更是需要严格保密的内容。

一个懂得高中物理知识的中学生就可以大致叙述出火箭上天、卫星入轨的科学原理，一个相关专业的本科生可能就能够比较细致的给出理论方案，但这些东西变成真正能够上天的火箭、卫星，需要投入进行大量试验，不断积累经验、优化设计。在极度复杂、充满不确定性的航天领域，很多之前无法预想到的问题甚至要通过一次失败的任务才能暴露出来。因此，任何成熟技术的背后必定是巨量的人力、物力、财力的投入。而一旦这些技术被泄露出去，对方不需要这些投入就可以与领先者在一定程度上达到同一水准。同时，由于航天活动与国家安全千丝万缕的联系，敏感信息的泄露还有可能使敌方能够有针对性的设计打击破坏己方系统的方案。因此，各个国家才会将与航天工程有关的信息列入敏感保密信息的行列。而对于科学知识来说，即便以现实而非理想主义的视角去看，与科学有关的数据、发现和信息很难在短时间内影响到技术利益甚至国家安全。

然而，某些国家的政客们似乎难以分辨清楚科学与技术的区别，和广大吃瓜群众一样把“搞天”的工程师与科学家们掺和到一起，迫害妄想式的怀疑来进行科学交流的别国科学家个个都是潜在的间谍，给本来无需保密的科学交流设置障碍。

落点数据不等于轨道数据，测准轨道绝非易事

据香港《文汇报》报道，在嫦娥四号任务前，美方向中方索要轨道数据被拒绝。而吴伟仁院士近期在接受采访时表示，经过磋商后，向美方提供了嫦娥四号的落月时间地点，美方同时向中方提供了环绕月球飞行的美国月球勘测轨道器(LRO)的轨道数据。然而，据美方最近公布的信息，“由于一些原因”，“月球勘测轨道器”上搭载的设备未能调整好轨道、以最优位置在嫦娥四号着陆过程中进行成像，来对扬起的月球表面的尘土进行观测，但会在月底对嫦娥四号的着陆地点进行成像。这几条报道的内容看起来似乎存在冲突，令人困惑。笔者不是新闻工作者，无法自行求证《文汇报》的报道是否属实。但笔者希望能在下面的篇幅中对一些关键的知识点进行解读，方便各位读者自辩。

首先，落点信息和轨道信息的信息量是不同的。如果仍以开车出游类比，落点信息就是计划在什么时间到达什么地方，而轨道数据则是车辆行走的具体路线。如同能否在复杂的路网中找到一条既不绕远又能躲开拥堵的快捷路线，和对地图导航APP性能的考验一样，能否在诸多约束条件的限制下，求解动力学方程，迭代获得轨道设计的最优解，也是航天任务中的一项重点和难点。这通常需要航天科技人员具备相当的轨道设计优化技巧与经验，投入辛勤的脑力劳动，也需要强大的计算机计算能力支撑。同时，作为人类历史上第一艘在月球背面着陆的航天器，嫦娥四号的飞行也将为轨道设计的有效性提供验证。如果某一机构拿到这个中国付出了资源、承担了风险而获得并验证的轨道数据后，相信以此为起点设计属于他们的登陆月背任务，将会更容易。

(对于本条微博的第1项内容，笔者不予置评;对2项内容，则不敢苟同。)

在微博上，一位博主指出(见上图)，嫦娥四号上天之后很快被爱好者们以目视或无线电方式捕获，嫦娥四号的轨道并非什么秘密。这犯了常识性错误。要精准测量这种深空飞行器的轨迹是一件相当复杂的事情。大家在观看发射直播时，有时会听到“USB雷达跟踪正常”这样的报告，这里的USB是“统一S波段” (Unified S-Band)的意思，即一种能够将不同功能的信号调制到同一个载波上的技术。在嫦娥工程实施前，我国已经建立了支撑近地轨道载人航天飞行的USB测控网，但这个测控网的测控距离最远不超过8万千米，无法支撑嫦娥探月40万千米的远距离测控需要。同时，USB技术本身的局限性，使得其在40万公里的距离上的测轨误差将达到100千米。

(佳木斯测控站外景，与小说《三体》中对红岸基地的描写颇有几分相似。这个测控站承担了嫦娥四号着陆阶段的主要测控任务。)

在嫦娥飞船奔月的过程中，地面控制人员需要精确获取其位置信息，对比其实际飞行轨迹与设计轨道之前的偏差。如果偏差超过一定范围，就要使用嫦娥飞船自身的发动机对轨道进行修正。而单独使用USB的测轨误差水平难以满足对嫦娥精准定位的要求，因此科研人员设计了使用多个既有的天文射电望远镜进行VLBI联测，综合VLBI测量和USB测量的信息共同精确确定嫦娥飞船的位置。在嫦娥一号任务中，投入使用的是北京、上海、昆明、乌鲁木齐的四个大型射电天线。而在嫦娥三号任务实施时，在我国国土东西两端新建的佳木斯和喀什深空站也投入了使用，使这个联合干涉测量网的功能更加强大。其他航天大国为了支撑深空任务，也建起了类似的大型测控网。在费尽如此的周折后，科研人员们才能得到真正精确的测量结果。而爱好者们使用技术水准有限的设备和方法测量出的嫦娥四号轨迹，恐怕也只具有“玩玩”的价值了。

航天器在太空中的飞行轨迹被限制在其轨道上，如果需要在指定的时间经过指定的地点，一般需要提前相当长的时间定好计划，设计节省燃料的变轨方式。如果在短时间内进行幅度较大的轨道机动，可能会消耗无法补充的燃料，缩短探测器的寿命。显然，如果能在嫦娥四号落月的瞬间飞临其上空观测，将会获得更有科学价值的数据。然而，美方却未能实现这一观测。其背后的原因，既有可能是美方内部对是否进行变轨没有达成一致，也有可能是拿到落点数据时已经来不及进行燃料消耗可以接受的变轨了。

(佳木斯站的航天工作者。墙上的标语“卫星听我话，我听党的话”虽然可能引起一些人不爽和犯酸，但没有一个统一而坚定的领导，像航天工程这种大型系统工程是难以取得成功的。)

中国始终敞开国际合作的大门，但绝不会当冤大头

即便在敏感的航天工程领域，中国也与其他国家展开了丰富的国际合作，嫦娥四号上的三台科学仪器就是中方单位与德国、瑞典、荷兰三国的相关研究机构合作研发的。但笔者认为，这种合作有着两个前提。一个是彼此信任理解，既能坦诚的沟通工作，又能照顾彼此的顾虑。按照公开文献的报道，这三台国际合作仪器的研发原则是“对自主技术拥有知识产权。合作双方根据工作需要对存在接口的部分以接口文件的形式予以明确”。我们大致可以推断，在这个过程中两方均不会把对方的技术直接占为己有。另一个原则，则是互惠互利，双方都能从中有所得。对于国外单位来说，能够和嫦娥四号一起实现人类历史上的第一次月背登录，是千载难逢的良机。而对于科学探测任务起步相对较晚、底子相对较薄的我国来说，也能通过合作提高我们的仪器研发水平，从外方那里获得宝贵的经验。

事实上，在嫦娥四号任务实施之初，中国航天局就向其他国家航天局发出了搭载征集函，邀请各个国家提出载荷搭载的建议。同时，嫦娥工程使用的深空探测网目前也通过国际合作，使用了欧洲航天局(ESA)所属的一些深空测控站以提高覆盖率和精度。这套测控网在设计时就考虑了要与NASA、ESA的深空探测网相互兼容，信息接口的设计符合国际上最新的空间信息传输协议CCSDS的标准，具备进行国际联网的能力。国家航天局也已经明确表态，”鹊桥“号中继卫星将会延长工作时间，为其他国家登陆月球背面提供帮助。

正如国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳所说，“无论探月也好、深空也好，都是为探索宇宙奥秘，都是世界各国的共同责任，尤其航天大国、航天强国更应该突出合作，为人类探索宇宙做更多的贡献。”中国始终敞开国际合作的大门，但前提是真诚互信、互惠互利。中国人不会当冤大头，不会在某些国家针对与中国航天合作制定了限制法案，又通过不给正常交流的科学家批准签证等“潜规则”方式给两国间的科学交流设置障碍的情况下，依然”热情“的向他们靠拢。

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