任念東:中秋話探月——從以色列和印度的嘗試説起
【文/觀察者網專欄作者 任念東】
“可憐今夕月,向何處,去悠悠?是別有人間,那邊才見,光影東頭?是天外,空汗漫,但長風浩浩送中秋?飛鏡無根誰系?姮娥不嫁誰留?
謂經海底問無由,恍惚使人愁。怕萬里長鯨,縱橫觸破,玉殿瓊樓。蝦蟆故堪浴水,問云何玉兔解沉浮?若道都齊無恙,云何漸漸如鈎?”
千年之前,辛棄疾一闕《木蘭花慢》,用浪漫的筆法,道出了古人對月亮的無盡好奇與求索。
千年之後,伴隨着科學技術的不斷進步,越來越多的國家開始對月球進行探索,月球的神秘面紗正在被揭開。
時維八月,序屬中秋,在中秋佳節來臨之際,筆者想和各位讀者聊一聊探月,就從近期各國的登月嘗試説起。
月球上的“嘆息之壁”
前幾天,印度發射的月球着陸器登月失敗,在距離月球只有2千米的地方失聯了。
事後發現,這個着陸器在降落前的關鍵時刻出現了姿態失穩,來了個大頭朝上,倒栽葱。

印度探測器失聯前畫面(ISRO直播)
觀察者網有文章曾分析到,由於發動機水平限制,印度的着陸器帶了總共五台800N發動機。並且由於發動機的變推力能力不夠強,在下降的不同階段,需要分別開四台、兩台和正中間的一台發動機。

印度着陸器Vikram(MashableIndia)
現在印度方面的消息稱,着陸倒栽葱是由於其中一台發動機的推力異常升高,打破了原本的力學平衡,讓着陸器翻滾了起來。
不過,就算軟着陸成功,這個着陸器其實也做不了太多工作,畢竟它和攜帶的小型月球車都只有14天工作壽命——月球上一個白天的時間而已。
這種設計,讓筆者聯想起了幾個月以前,以色列的“私人月球着陸器”。

以色列月球着陸器(網絡圖)
以色列的私人月球着陸器名叫Beresheet,中文可以翻譯成創世紀號,據説是《聖經》中最開始的單詞。作為世界上第一個發射的私人探測器,這個名字倒也合適。
項目最初是作為Google月球X大獎的參賽作品而誕生,不過直到2018年3月到期,也沒有一支參賽隊完成發射,幾千萬美元的獎金最終取消。
當然,獎金就算能夠全額髮放,也依然不能讓創世紀號的投資方盈利——創世紀號項目的總投入在1億美元左右,以色列航天局贊助了200萬美元,其餘大部分經費來自世界各地的猶太富翁和猶太財團。
1億美元已經是一個極低的價格了,畢竟印度的花費也不過1.4億美元。
在經費限制下,創世紀號的設計更是省字當頭——整機發射質量不到600公斤,不足印度着陸器的一半,其他載荷更是能省則省,簡單帶個磁強計和激光反射器意思意思就行了。
至於壽命,以色列的這個探測器也不如印度,甚至連一個月晝(14天)都挺不過去,研究團隊預計就算能夠成功着陸,創世紀號也會在隨後的幾天內壞掉,畢竟經費限制了研究團隊的工作能力,他們根本沒辦法給如此迷你的着陸器安裝額外的温度控制系統。
結果,創世紀號在距離月表10公里的地方出現故障,發動機錯誤關機,撞毀在月球表面。
創世未半而中道崩殂。
不過,創世紀號也並非一無所獲,其搭載了以色列國旗國歌、《以色列獨立宣言》還有電子版的《聖經》最終還是留在了月球表面。
並且,創世紀號傳回了許多着陸器與地球月球的“自拍合影”,讓全世界知道以色列這個小國家也有大夢想。

創世紀號與地球的自拍合影(SpaceflightNews)

創世紀號與月球的自拍合影(Foxnews)
印度和以色列的探測器,都在着陸前的最後時刻遭遇致命故障。看起來,月球軟着陸技術似乎成為了這些新興航天勢力的“嘆息之壁”。
那麼,為什麼呢?
辨材須待七年期
月球軟着陸,火箭發動機是關鍵——沒有大氣,着陸減速全靠發動機硬推。
這樣硬推,燃料消耗很快,以至於最終降落時,着陸器的總質量可能只有開始點火時的幾分之一。
所以發動機必須通過連續調節推力,才能讓整個降落過程安全平順。
前面説過,印度沒有大推力發動機,單台發動機的推力調節範圍也有限,所以就帶了五台800N發動機。
按理説,發動機越多,冗餘也就越多,出問題的補救手段也就越多。
但是不幸的是,反過來説,假如每台發動機出問題的概率是一定的,那發動機越多,整體上出現問題的概率也就越高。
這就是出現在印度着陸器上的問題,一台發動機錯誤提升推力,整個任務就沒救了。
那以色列是怎麼做的呢?以色列突破變推力發動機技術了嗎?
並沒有,以色列本土甚至沒有生產合適航天器發動機的公司。
所以以色列私人團隊購買了一款名為Leros-2b的400N推力發動機,並且要求研製方賦予這種本來用於衞星軌道控制的發動機以“多次熱點火”的能力。
既然推力不能調節,那我調節工作時間好了。
通過多次頻繁點火關機,大致也能等效實現“變推力”效果。
發動機:“我太難了…”

Leros-2b發動機(Moog)
以色列失敗了,印度也失敗了,都是倒在了最後幾公里,就差一步沒有補上鈣。
不過航天界有句話説的好:“成功是差一點點失敗,失敗是差一點點成功”。
失敗就是差一點點成功啊。
假如以色列的私人着陸器成功了,印度的“短平快”着陸器成功了。
航天愛好者圈子裏會是什麼評價?自媒體公眾號們會是什麼評價?國內國外的新聞媒體們又會是什麼評價?
會吝惜溢美之詞嗎?
如果有人出來説“它們技術方案不合理,水平低”,那他一定不會被視為“皇帝新衣”裏的那個小孩,而是被當做嫉妒印度/私人商業航天偉大成就的檸檬精。
甚至以色列和印度的方案也會被大加讚許,並用於嘲諷“中國官辦探月”——你看人家印度/人傢俬人團隊都能做到,你們做那麼多研究有什麼用?!
美國、蘇聯和中國的“官辦探月”,為了月球軟着陸,都突破了能夠大範圍調節推力的發動機技術,都掌握了在月夜月晝大温差下的生存之道,對於這三個國家而言,月球着陸只是一個開始,只是展開後續長期探測的必要過程。
但對印度和以色列私人團隊來説,着陸就結束了,後面隨緣——甚至你着陸不成功也可以算完成任務,畢竟着陸器也沒什麼乾貨,自拍都發了還要什麼自行車。
不突破關鍵技術可以造出着陸器來,也能飛到月球,運氣好了甚至真能軟着陸成功。
但是你的技術越差、越不成熟,可靠性就越差,失敗的概率就越高,這是顛撲不破的。
贈君一法決狐疑,不用鑽龜與祝蓍。
試玉要燒三日滿,辨材須待七年期。
周公恐懼流言日,王莽謙恭未篡時。
向使當初身便死,一生真偽復誰知?
通天大道寬又闊,唯獨沒有近路可走。

月球背面的嫦娥四號(中國探月)
借你一雙慧眼
還是順着以色列私人探月往下説。
最近幾年,隨着SpaceX等私人航天企業的發展,國內外的私人資本、商業公司都在大舉進軍航天領域。很多的愛好者也愛屋及烏,因為喜歡馬斯克和SpaceX進而關注私人航天、商業航天。
一時間,大量商業航天公司如雨後春筍般在全球範圍內破土,提目標、講故事、搞發佈、辦學會,好不熱鬧。
有人投入,有人關注,這對中國和世界航天的發展總是好事。
但也有一些事,聽起來挺嚇人的。
比如2012年,一個叫巴斯·朗斯多普的荷蘭人弄了個Mars One項目,中文叫“火星一號”,宣稱要招募一批志願者,在2020年左右在火星建立殖民地,並開始在全球海選航天員。
筆者相信,隨着生產力的不斷發展,科技水平的不斷進步,我們總有一天能像去馬爾代夫度假一樣去月球、去火星,看月球聯隊和火星聯隊在廣寒宮踢一場友誼賽。
但那需要的是實打實、硬碰硬的科學技術,需要的是國家級,乃至全人類的共同投入、分工合作,需要的是長期大量的人力物力投入,不是目前私人層面,或者類似印度那樣的“短平快”項目能支持的。
而且,短時間內我們很可能看不到經濟收益。
如果有人跟您説“某某星球遍地金銀,我們要去採礦”,您最好留個心眼,因為接下來,他們可能就要向您推銷投資產品了。
如果有人跟您説“某某星球非常宜居,我們要去殖民”,您最好留個心眼,因為接下來,他們可能就要向您的孩子推銷教育產品了。

今年2月,“火星一號”公司宣告破產(北京日報)
前些年還在全球搞“海選火星宇航員”的荷蘭“火星一號”項目,公司破產才幾個月啊?
忘啦!
那些海選上的“宇航員”,還在世界各地,天天地,盼着上天吶!

荷蘭“火星一號”項目負責人巴斯·朗斯多普(Youtube)
“火星一號”倒掉了,就像阿Q在古□亭口被槍斃那樣。
但是正如阿Q沒有絕嗣,其子子孫孫遍佈世界各地一樣,“火星一號”也沒有真正滅亡,更多繼承了“火星一號”精神的項目,依然在地球的各個角落野蠻生長。
拉大旗,作虎皮,跑馬圈地,擊鼓傳花。
雖説不乏名賈大鱷站台,但大鱷是要看到回頭錢,是要一嘴咬下去的。
血盆大口一閉,不知咬痛的是誰,誰又要為此買單。
中秋佳節,願天上明月化作慧眼如炬,讓人間諸公都能把這個世界看得清清楚楚,明明白白,真真切切。
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