观察者网》祝融号使命已达，中美火星竞赛悄然开启（陈蓝）
祝融号自拍照（图片来源：大陆国家航天局）
8月15日，在1.5亿公里外遥远的红色星球上，中国火星车祝融号连续工作时间超过了90个火星日（92个地球日）的设计寿命，圆满完成了它的既定任务。作为中国第一次自主火星任务和历史上首个同时实现轨道器、着陆器和巡视车三项功能的火星探测器，天问一号任务已经载入了人类火星探索的史册。中国的深空探测也因此进入了领先国家的行列。
祝融号自5月22日驶上火星表面以来，已经行走了889米，传回了10GB原始数据和众多高清照片，探访并拍摄了防热罩和降落伞，发现了神秘的白色「霉菌」状物质。未来，祝融号将继续火星探测。我们期待它长寿、发回更多精彩的照片，并有令人惊喜的科学发现。
天问一号称得上中国航天史上风险最高、但也是最为成功的深空探测任务。它一改中国航天的传统保守策略，走了一条高风险试错的道路。这既是中国航天在商业航天和国际竞争压力下迸发出来的能力，也显示出经过多年高速发展，我们的技术积累已经相当雄厚。这是实力的体现。
我们的实力还体现在后续计划里。2030年左右，我们将执行火星采样返回任务。这个时间点和NASA规划的采样返回任务非常接近。但NASA的计划是由毅力号采样，十年后用另一台探测器带回来。这是运力所限精打细算的结果。而我们则是一次完成，略胜一筹。如果说今天我们的祝融号和NASA的毅力号还有一点点差距的话，那么十年后我们至少能和NASA平起平坐。人类历史上首次火星取样返回说不定将由中国人完成，我们追上NASA也许只需要两次飞行。
不久前，航天科技一院在圣彼得堡举行的全球太空探索大会上公布了中国载人登火路线图。近期取样返回，中期载人登火，远期火星基地和大规模开发！它不仅计划使用长征九号和921超重火箭，还有核电和核热推进、可复用的轨道转移级和登火舱等一系列前所未有的先进航天器。这是一个令人眼花缭乱的科幻级计划，着实让人热血沸腾。
NASA有对应的计划吗？一直有，但规模小得多，而且大概率不会实施。因为众所周知，世界上还有一个号称「钢铁侠」的马斯克。他的梦想是大规模火星殖民、开创人类多行星文明，星舰计划就是实现这个梦想一个重要环节。不管你是否相信马斯克，不管星舰是不是画饼圈钱的手段，他的火星计划技术上是可行的，而且他已经实实在在地开始做了，我们不得不重视。NASA清楚自己的效率和成本劣势。它在执行阿尔忒弥斯登月计划时已经力不从心，最后不得不将登月舱外包给了SpaceX。很难想像NASA会并行于SpaceX执行另一个载人火星计划。
所以，在未来的几十年中，有可能进行载人登火乃至大规模火星开发的玩家就只有两家：中国国家队和美国SpaceX队。我们也许有机会（也有幸）看到一场波澜壮阔的火星竞赛。如果它真的发生，那将是一场决定未来百年地球格局和太阳系力量对比的大国竞赛。
有人说，中国正在实施和已经宣布的一系列高大上的太空项目，从空间站到新载人飞船，从月球取样到火星登陆，从超级火箭到空天飞机，从巨型空间太阳能电站到外行星探测，就是中国版的星球大战计划，目的是用超级烧钱的「太空军备竞赛」拖垮美国。且不论中国有没有如此强大的国力优势、我们的战略决策者是不是有这样的意图，也不论美国会不会接招，这种和平方式的科技竞争倒未尝不是好事。当初美苏的太空竞赛极大地促进了科技的发展，转化的技术造福经济和民生，至今仍在受益。
那么，我们能不能在这场火星竞赛中胜出？如何才能胜出？
首先，我们的经济仍将继续增长。疫情和美国的打压不仅没有使我们遭受重大打击，反而倒逼我们进行调整，使我们的经济进入更加健康的发展轨道。未来几十年我们仍有巨大的增长潜力。这是我们走向星辰大海的重要基础。
其次，我们有着明显的制度优势。持续执行长期战略的决心和意志、集中力量办大事的高效执行能力、摆脱民粹和扯皮的专业化科学决策机制，都是美国和西方所不具备的。过去三十年中国航天的辉煌成就就是明证。
然而，载人登火和大规模火星开发需要投入巨额的资金而不会有短期回报。合理的战术和优化的策略就变得十分重要了。所幸的是，现在公布的路线图显示，我们不会跟着NASA的脚步，每两年向火星发射一个轨道器或火星车，慢慢积累经验，逐步扩大规模。我们的下一次任务会直接跳到采样返回。
这是明智的做法，因为我们的目的是尽快掌握火星往返的工程能力，而不是追求更多的科学发现机会。事实上，经过数十年探测，火星上取得突破性科学发现的机会已经不多了。我们应该将以科学发现为目的的深空探测重点转移到外行星：木星、土星、天王星、海王星。当然，这是题外话了。
不过，线路图中载人登火和大规模开发仍然依赖长征九号及921火箭等传统的一次性火箭。这是值得商榷的，因为我们真正的对手是马斯克。如果SpaceX的超重/星舰发射系统取得成功，那么它对一次性火箭的成本优势是碾压性的。即便我们有再强的国力，用几亿元或者十几亿元一枚的一次性火箭去和一次发射几百万美元的星舰去硬拚，是不可持续的。
回归本质，星舰的真正价值在于提供了极低成本进入太空的途径，其意义远超火星计划。中美火星竞赛本质上是低成本运载工具的竞赛，在这场竞赛中，马斯克已经遥遥领先。他的猎鹰九号最多已经复用十次，火箭回收也已经变为常规操作，甚至已经无法激起公众的兴奋点，失去了新闻价值。那么，我们还有机会追上吗？
当然有！逻辑很简单，因为我们有强大的国力（资金）、深厚的技术和人才积累、巨大的需求、前述制度优势，以及这几年开始迸发、潜力巨大的商业航天能量。事实上，我国的国有和民营航天企业已经全方位地开展了低成本可复用航天运载工具的研制。包括：
• 可复用火箭：航天科技一院、航天科技八院和多家民营火箭公司都在研制类似猎鹰九号的一级动力着陆可复用火箭，比如长八回收型、长六X、智神星一号、双曲线二号等。伞降着陆回收我们也有涉足，航天科技一院已经多次完成整流罩伞降回收，我们正在紧紧追赶。未来几年，我们将看到频繁的试飞。以中国民营企业强大的借鉴能力，类似星舰的超重型全复用火箭的出现也只是时间问题。
• 升力式火箭动力运载器（航天飞机）：由航天科技一院研制、基于火箭动力的垂直起飞水平着陆二级发射系统已经进入试飞验证阶段。其第一级（可复用亚轨道飞行器）前不久进行了成功的试飞。我们的小型无人航天飞机则在去年成功进行了轨道飞行并安全着陆，未来它可以发展成这个二级发射系统的第二级。美国国防部先进研究项目局（DARPA）有一个类似的计划，即XS-1。但它在去年因种种原因被取消了，这给了我们反超美国的天赐良机。
• 空天飞机：航天科工的「腾云」计划是水平起降全复用的二级发射系统。它的第一级采用吸气式高超音速组合发动机，比航天飞机技术更先进，性能更优越。腾云验证飞行器可望2025年左右试飞，实用型飞行器计划2030年左右首飞。在空天飞机领域，我们目前处于第一梯队，很有希望实现全球第一飞。
低成本航天运载器的竞赛才刚刚开始，马斯克很快将不再孤独。他的中国对手不是一个，而是一群。而在他们背后，则是国力的较量。马斯克只是在可复用火箭上实现了单点突破，而我们则在低成本航天运载工具几乎所有的技术路线上齐头并进，有望实现全面突破。对中国的后发制人，我们有理由乐观。
一旦发射成本大幅下降，大规模火星开发将水到渠成。能够限制我们的，只有我们的想像力。当然，前面提到的基于一次性火箭的火星计划线路图必然要做相应的调整。其实，我们甚至不必在乎谁是登上火星第一人，持续开发能力才是最重要的，这也是决定大国竞争的关键。
祝融号的历史意义在于，它见证了红色星球上美国纪元的结束和多元竞争纪元（说不定是中国纪元）的开始，未来的20-30年将很精彩。
（作者为航天爱好者、英文电子杂志「Go Taikonauts」创办人之一）
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