李東院士北大光華開講，深度解讀長征五號飛天之路與中國航天未來挑戰

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、從弱到強的自主創新之路。而在全球航天產業迎來發展黃金期之時，中國航天如何實現跨越式發展？新一代航天人又需具備哪些素養？

近日，北京大學光華管理學院“科技前沿與產業創新論壇”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“航天運輸系統的發展歷程及趨勢，技術挑戰和科學問題”的深度分享。作為長征五號系列運載火箭總設計師，李東院士系統梳理了中國航天的輝煌成就，闡述了運載火箭研發面臨的極致挑戰與未來突破方向，同時他還寄語現場同學，把專業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，系統闡釋了航天技術在經濟建設、太空探索和人類未來生存拓展等多個層面的重要使命。“航天技術早已融入日常生活。”李東院士指出，經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，航天產業已成為國民經濟的重要組成。”

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。“如果我們把太陽比作一個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。”他強調，當前未能發現地外生命，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，

火箭研發的極致技術挑戰

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。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）才能實現穩定入軌，這一絕對速度要求導致了火箭發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，火箭發動機必須在極小的體積內爆發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，僅憑尾部發動機穩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，各分系統之間“牽一發而動全身”的強耦合關系，使得任何微小改動都可能引發全局性波動。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、數十萬個零部件的巨型系統完美協同，整合成一個穩定可靠的有機整體，無疑是系統工程領域面臨的極致考驗。

至暗時刻與系統工程的勝利

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，中國航天能走出低谷，迎來長五復飛成功及后續一系列重大任務的成功，離不開錢學森先生留下的系統工程方法論。“系統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。”

發射場體系優化與海洋發射新機遇

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

同時，他還介紹了我國第五處火箭發射場,也是中國唯一一個運載火箭海上發射母港，位于山東海陽的東方航天港發射場的探索意義。他指出，海上平臺可通過移動實現“靠近赤道發射”，對特定軌道任務具有顯著效益。盡管當前海上發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、靈活發射模式提供了管理范式與政策樣板。他強調，東方航天港等新興發射基地的探索，將為中小型火箭發射提供更靈活的模式，為商業航天及高頻次發射任務提供重要支撐。

互動環節：登月、民營航天與未來動力

在互動環節，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射計劃正在穩步推進中。

關于壓力管理：“人對未知才會恐懼。當你對系統有充分的把握和了解，心中有數，自然就能鎮定。”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。”

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

關于民營航天：他持開放樂觀態度，認為國家隊與民營企業是互補關系。“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勢。”

傳承航天精神，激發科技探索熱情

整場報告持續近兩小時，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、協同攻堅的航天精神，深化了北大師生對中國航天事業的理解，另一方面更激發了燕園學子探索未知、投身科技創新的熱情，

作為積極響應北京大學“科技創新年”的活動之一，光華管理學院舉辦“科技前沿與產業創新論壇”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發揮平臺作用，吸引更多頂尖科學家和行業領袖參與，共同推動科技創新和產業升級，為我國乃至全球的科技發展貢獻智慧和力量。

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展帶來的全新商業機會、以場景驅動技術與產業的深度變革，并與全球科技企業、創新機構、行業專家緊密合作，積極推動具備經管知識儲備、科技理解力、行業洞察力的復合型人才培養。

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

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