在本十年结束之前,人类将到达从未到达过的地方:月球的背面。这片永远背对我们的“黑暗面”长期以来一直是个谜。从未有人造物体触及过它的表面。这次任务将是一项工程壮举。它将涉及一枚重达数百吨的火箭(飞行近25万英里)、一个机器人着陆器和一个无人月球探测器,探测器将利用传感器、摄像头和红外光谱仪来揭示土壤中数十亿年前的秘密。这次任务还可能勘探月球的氦-3资源——这是一种有希望的聚变能源材料。而在这个历史性旅程中插上星旗的国家将是中华人民共和国。
经过多年的投入和战略规划,中国正稳步迈向成为太空强国——甚至可能是主导力量。嫦娥四号月球探测任务只是其将太空转变为重要民用和军事领域宏图和雄心的一个例子。如今,卫星为中国的飞机、导弹和无人机导航,同时监测农作物产量和外国军事基地。越来越多的涉及中国火箭和航天员的任务,是民族自豪感的重要来源。
乔治·华盛顿大学太空政策研究所创始人约翰·洛格斯登(John Logsdon)说:“中国将太空能力视为全球领导地位的标志。”“这让中国在一个与大国相关的领域获得了合法性。”
中国估计的太空预算仍远低于美国国家航空航天局(NASA)的预算,仅今年的预算就高达193亿美元。但中国正在充分利用其支出。去年,中国成功进行了19次太空发射——仅次于俄罗斯的26次,位居第二,领先于美国的18次。未来几十年,中国将进行一系列任务,这些任务将与过去的NASA壮举相媲美,甚至可能超越,包括量子通信卫星和2030年代初载人登月任务。
通过登陆月球,中国不仅仅是加入了两个国家组成的独家俱乐部。它还在重新定义21世纪太空的军事、经济和政治意义。中国计划研制重型火箭、载人空间站,并建立世界上最大的卫星成像和导航网络之一。与此同时,美国——尤其是在载人航天方面——几乎没有取得任何进展。华盛顿战略与国际研究中心(Center for Strategic and International Studies)的一位主任詹姆斯·刘易斯(James Lewis)说:“我并不担心中国会突然超越我们。”“我担心的是我们分心,然后醒来时发现他们在太空拥有更强大的地位。”
与美国太空市场一样,中国依靠许多与国家有关的航空航天公司与其中国国家航天局(CNSA)合作,共同承担支持其军事的双重职责。例如,中国航天科技集团公司(航天器制造的主要承包商)、其中国运载火箭技术研究院子公司(帮助设计中国的“长征”系列火箭)、中国空间技术研究院(设计中国的许多卫星)以及中国航天科工集团公司(一家国防承包商,制造导航卫星上的原子钟等设备)。
这种相互联系可以追溯到中国火箭时代的开端,讽刺的是,也与美国本土有关。被誉为中国航天之父的钱学森(Qian Xuesen)。钱学森是一位中国公民,1935年就读于麻省理工学院(MIT),后来参与了曼哈顿计划,并成为加州理工学院著名的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的联合创始人之一。但在约瑟夫·麦卡锡(Joseph McCarthy)时代,他被指控为共产主义同情者,被软禁五年,并于1955年返回中国。在那里,他受到英雄般的欢迎。后来,他发展了中国的弹道导弹和运载火箭项目。事实上,中国至今仍依赖他协助开发的“长征”系列火箭来发射其航天系统。
从20世纪80年代开始,中国发射了先进的通信和情报卫星,并向其他国家提供廉价的卫星发射服务。它启动了航天员(“taikonaut”,这是中文“太空”一词与希腊语“水手”一词的混合)培训计划,并开始建造载人任务舱和航天飞机。随着2003年“神舟五号”载人飞船的成功发射,航天员杨利伟在太空停留了21小时,中国的太空竞赛开始取得成效。此后,中国取得了快速的飞跃:多次载人任务、太空行走,以及2011年发射了两人的空间实验室“天宫一号”。明年年初,中国将发射其第一代货运飞船“天舟一号”。该飞船将与现有的中国空间站对接,并为科学实验运送补给。
如果这些听起来像是几十年前其他国家(美国和苏联)已经完成的壮举的重演,那么当您考虑到中国“墨子号”量子科学实验卫星(QUESS)等技术时,这种轻率的说法就不攻自破了——您阅读本文时,它很可能已经运行在轨道上。QUESS(Quantum Experiments at Space Scale)是首次尝试在轨道卫星和地面站之间传输量子加密信息。通过将信息编码到光子等粒子的量子态中,这种安全方案确保了任何试图拦截或篡改传输的企图都会通知发送者和接收者,从而使量子加密在理论上牢不可破。
在一个全球电子监控时代,量子通信网络可以绕过最先进的网络情报行动,使中国的军事和情报资产能够交换信息,同时让潜在的对手或间谍蒙在鼓里。只要中国是唯一一个在太空中进行量子通信的国家,它就能享有科学和战略安全优势,以及经济安全的提升:QUESS的研究人员表示,一个长期目标是保护金融通信。
中国日益增长的太空实力,正如预期的那样,带来了北京和华盛顿之间的地缘政治摩擦。尽管两国之间有深厚的贸易往来,但它们也视对方为安全威胁。事实上,中国的太空计划在美国安全报告中被反复提及,并且对它的担忧日益加剧。正如美国和苏联在20世纪60年代和70年代所认识到的那样,在太空展示能力通常会转化为地面上的影响力。登陆月球的军事好处是零,但地缘政治影响是真实的。刘易斯说:“中国将比我们更早重返月球;他们将在另一个天体上行走,而我们不会。”“目前,美国被视为太空领域的领导者,但我们有点在原地踏步。那么,当世界其他国家醒来,意识到中国才是领导者时,会发生什么?”
这意味着中国的天空崛起可能会重塑太空中的伙伴关系。中国技术政策专家、德国哥廷根大学访问教授阿拉娜·克罗利科夫斯基(Alanna Krolikowski)表示,凭借其稳定的一系列近期任务里程碑和具体目标(而非模糊的火星之旅),中国国家航天局(CNSA)“为许多国家提供了发展新伙伴关系、继续参与太空探索的绝佳机会”。
中国还在与那些不总是愿意与华盛顿的自身利益保持一致的国家进行地缘政治博弈。它一直为委内瑞拉、老挝、尼日利亚和白俄罗斯等国提供廉价易得的太空发射服务。巴基斯坦已经使用了中国的军用级卫星导航系统,这表明中国也将允许使用太空情报作为未来联盟建设的一部分。
如果继续保持目前的步伐,中国将在今年晚些时候发射其实验性“天宫二号”空间实验室,之后将派遣一个乘组与之对接,测试建造永久性在轨载人站的关键技术。该空间站的第一个模块——“天宫三号”——是中国最引人注目的项目。它预计将于2022年升空,标志着中国太空研究的新时代。“天宫三号”将能够支持三名航天员,并进行大量科学研究。值得注意的是,中国国家航天局(CNSA)已经向其他国家敞开了大门,提供在其空间站上部署实验和宇航员的机会。
鉴于国会禁止美国国家航空航天局(NASA)与中国国家航天局(CNSA)在太空领域进行合作,美国不太可能成为其中之一。但美国的许多现有太空合作伙伴很可能会。毕竟,如果美国和联合所有者按照计划在2024年关闭已届期的国际空间站,中国将是太空中唯一的国家。
就像冷战时期一样,太空活动也有可能带来更多的和平,而不是更少。随着中国在军事和民用方面对太空的依赖开始与美国相当,太空 operations 的危险性促使两国——以及其他太空参与者——保持一种不稳定的合作关系。全球对支撑我们数字时代的太空通信和导航的依赖意味着,美中两国将不得不共同制定适用于拥挤的新太空时代的规则。毕竟,太阳系是我们共同的领地。至少目前是这样。
本文最初发表于2016年9月/10月出版的《大众科学》(Popular Science)杂志。