施洋:當年火箭橫飛都不怕,今天中國航天在擔憂什麼?_風聞
观学院-观学院官方账号-微信ID:Guanschool-微博:观学院-2021-01-15 15:20
1970年,中國發射第一顆人造衞星東方紅一號。2020年嫦娥五號探月歸來。從傾全國之力每年一次發射,到每年約四十次發射,中國航天隨着國力的進步而日漸成熟,是國人的驕傲。不過2020年也是一個坎,四次發射失利,遮遮掩掩的360P直播信號,民營“妨礙”國營,以及新老火箭更新換代。未來中國航天發展方向該何去何從?觀察者網副主編,《施佬胡謅》主講人施洋為大家帶來《中國航天50年》。
01丨承諾已久的嫦娥5號
如果再按照我們最初的計劃,火箭和嫦娥5號探測器應該在2017年就已經發射升空了。拖延的原因是,在2016年和2017年,長征5號的兩次發射都出現了不同程度的失利,再加上這兩年來中國航天的其他的一些問題。中國航天在很多年以後再一次成為了一個被大家討論的話題。
中國航天怎麼了?首先就説長征5號,長征5號對於中國航天特別重要,因為一方面,它是中國當代研製中的,運載火箭中最先進的,不僅是説體積最大,也是技術上來説是最為先進的,而另一方面,中國的幾乎所有的,新一代的航天工程,都要依仗在長征5號這個項目成功的這樣一個前提之下,能夠做起來。比如説空間站,登月發射,天問一號火星探測。以前我們中國人,從來從未設想的事情,都是要依靠長征5號來發射。
但長征5號的第一次發射和第二次發射都很不順利。第一次發射,火箭上去以後,第二級出現了一些故障,所以原本是差一點就沒有衞星入軌,最後是靠上面級耗盡它自己的燃料,讓衞星成功入軌。這次發射算是成功了,但成功得很勉強。
第二次發射是在2017年,就完全的失敗了。火箭發射上去之後根本沒有入軌,出了故障,然後自毀了。頭兩次發射不成功,在中國航天史是非常罕見的。
02丨2020年是一個坎
2020年,中國航天有4次航天發射失利了,一個長征七號甲,一個長征三號乙,然後兩個快舟系列的運載火箭。我小時候,也就是90年代末,我們經常每次發射升空以後,就會新聞播報説,“幾月幾號發射,這是長征火箭,第多少次成功發射。”如今不太好意思説這個話了,因為今年長征火箭,就有兩次發射沒有成功。大家開始吐槽説,中國航天有問題。
吐槽兩大點。兩個二狗圖,左邊説“人家官網如何到達火星”,“世界火箭發動機最大”,“人類探月史”,説的是NASA。後邊我們官網,“我院開展不忘初心牢記使命主題教育活動”,“熱烈歡迎某某院長對我院蒞臨指導”想也想得到是誰了。
橫向比我們和別人比,然後我們和自己比。上世紀的中國航天宣傳,在90年代那個時候,要承接商業發射,那個時候很開放,要進行航天發射的電視直播叫“向全世界展示橫飛,長三乙都不怕”。
1996年,當時長三乙火箭,在發射的時候,火箭起飛以後,就橫着出去了,有三四個村民不幸遇難。在電視上直播播給大家看,火箭飛出去以後,撞到一個山上撞炸掉了。到了現在,發射前叫停直播。之前央視在微博上會有直播頻道。可每每直播到還有15分鐘,火箭準備發射的時候,直播就結束了。
等到觀眾下一次看到直播的時候,已經是一條通稿出來:“長征5號火箭發射圓滿成功。”而且直播480p、360p。這個年頭,大家網速都夠,所以大家説,“每個人都有高清觀看的權利。”宣傳猛如虎,發射不直播,15秒精彩回顧,誰敢直播炸誰號。
03丨中國航天在怕什麼?
中國航天出了什麼問題,不同的人有幾種不同見解。關於工程思路和技術問題,我總結三點,
第一,技術層面,發射的次數太多了,導致故障變多。中國航天型號體系有問題,型號太多太分散,大家分散力量。
第二,體制問題,“定體問,我陷思”,説中國舉國航天有嚴重的弊端,中國航天有一個領導責任問題,出事肯定要先問責領導。還有説中國航天舉國體制,有國企病。還有待遇問題,導致人才流失。
第三,學學Space X。前兩天剛剛飛行了Crew One,把4名宇航員,三個美國人和一個日本人送上空間站,非常順利。國外的商業航天非常成功,也讓我們的舉國體制受到了一些質疑。
其實首先發射次數,在70年代的時候,中國不怎麼發射。每年發射,要麼不發射。但如今航天發射的總數,我們現在已經沒有媒體會去專門去記,總數應該是500次左右。
航天發射次數很多,帶來很大的問題是,原來航天發射是“手工業”,一年就一枚火箭,全中國十幾萬航天人,就指着一枚火箭,在上面精雕細琢,然後把它發射成功。
現在,一年大概40枚。平均下來一個月3~4次,就平均每10天一次,對於工作人員,其實是很辛苦的,因為火箭還是火箭,它還是這麼複雜精密,卻要保持差不多10天左右一枚的速度把火箭發射出去。大家的精力因此就分散了,戰線就拉長了,保證火箭質量的時間就變少了,屬於正常的發射概率問題。
最近5年,中國航天火箭類型特別多,分成三大類,首先是“發展末期的成熟型號”,這些型號要追溯到上世紀70年代中後期,80年代或者90年代初。雖然技術上不先進,但已用了很多年,所以穩定性不錯。
但是它的性能,包括它這些火箭都是“毒箭”,就是説它裏面的發射燃料是有毒的。所以發射場的人員在發射的時候,要進行很嚴密的防護。其實即使有了防護,在長期的接觸之後,工作人員的身體還是會受到一些損傷。
這裏列舉了8種型號,其實這8種型號大同小異。正在成熟的新型號裏邊,有長五兩個型號,長六、長七兩個型號。還有長八、長征十一號、快舟十一號、開拓二號。
近幾年開始研製的新型號,是為了替代上面老型號的火箭。新一代技術更先進更可靠,性能也更好,有5個。最近5年裏進行的,民營航天發射,又有5個型號。所以加起來中國現在大概有20種各種不同的型號的火箭。
每一個型號,當然會有專門的會有人去研究。為什麼會有那麼多型號?因為老的步入壽命末期,但新的還未能可靠到取代老的,所以現在處於接力棒的交接期。
發射一旦出現問題,中國航天就講究“歸零”,就是把想方設法地排查出火箭發射失敗的原因。可能是設計、生產製造、發射程序、天氣等問題。歸零分成技術歸零,和管理歸零,定位準確,機理清楚,問題復現,舉一反三。
技術性問題,體制問題,都給你查一遍,查出來以後,要推廣到整個系統,相當於就是人生病了,要吃。,一個火箭型號歸零了,整個航天發射院和負責的相關型號都要吃藥,歸零確實是能夠提升火箭的安全性,但很花時間。長征五號在2017年發射失敗以後,歸零歸了一年半才進行下一次的發射。
技術問題,所謂型號的問題,是目前這個階段的問題。只要中國熬過了這一個過渡階段,把這些老的型號的火箭全部用掉退役掉了以後,我們看到全部是新的火箭之後,因為它的性能會更好,然後同時我們的型號戰線也縮短了,這一塊問題會解決一些。
體制問題。誰在領導中國的航天發展?第一個是叫中國航天科技集團,我們簡稱航天科技,第二個是中國航天科技工業集團,簡稱航天科工,然後下面一個國家航天局,一個是戰略支援部隊,其實和航天有關的,還有中國的載人航天辦公室,中國的探月航天辦公室等等,但這裏沒有一個部門能夠把整個航天系統管起來的。
其實中國的航天發射也有一個局,叫中央政治局。這是我們社會主義國家的航天發射特色。中國的航天發射是由國家的中央力量,它是一個關乎國家命脈的,一種重大的戰略決策問題。921工程開展的時候,最重要的一件事情就是中央政治局開會算賬,因為921航天研製,一年要花十幾億人民幣,對於1992年的中國來説,一年十幾億人民幣,撥出來給航天工程,非常巨大的政治抉擇。另外一方面,這其實也很能夠説明,航天事業在當代的既是一個科技性的事情,同時也是一個非常帶有國家色彩的。
我之前講《美蘇航天節競賽簡史》的時候,我就説,人類航天史本質上,不是一部科技競賽史,是一部賭氣史,大家互相看,你比我領先不爽,我就要超過你,至於這個事情,你説能夠取得什麼經濟效益,未必可能有,但未必。
航天事業必定有政治上的宣傳作用,和科技領先的一種制高點,所以説在這樣的一個情況下,航天事業本質上是一種國家戰略,那麼它的決策機構,我個人覺得由國家的所謂的國家政國家方向的決策機構來解決,用我們的局來統管,很多時候,其實我覺得是合理的。
04丨民營航天,是“妨礙”還是未來?
因為民營航天 Space X,非常的勢頭很勁,要把特斯拉打到天上去,前段時間Crew One載人飛船發射也非常成功。
美國傳統的航天發射,主要是聯合發射聯盟ULA ,是洛克希德公司和波音公司,混合了一個公司。這個發射聯盟,發射美國的大部分的高價值的航天器,包括早年的航天飛機。
NASA對它是愛恨兼有之。愛在成功率很高,ULA發射的火箭,基本上沒有失敗過;恨在珍貴,Space X 發射一枚全新的火箭,價碼是9000多萬美元,回收的只需7000多萬美元。但是ULA發射一次價格可能少則5億,多則十幾億。
所以 Space X出現以後,首先受到衝擊的是美國自己的傳統的聯合發射聯盟這種壟斷型的大型企業。另外一方面,雖然Space X收了NASA的錢和合同,但它取代了傳統上NASA負責重要項目。第一個,用美國的航天器再次把美國人送上了太空。
一家商業公司以一種純商業的,以降低發射成本的方式,最後竟然做成了美國的國家航天的發射方向。
中國民營航天怎麼樣呢?站在航天業界的人來説,叫做“妨礙”,原因兩點,第一點是對於航天工業人才隊伍的競爭,過去有個新聞,有一家民營航天公司出了高薪,把航天四院的一個負責研製我國下一代大型航天火箭發動機的總師挖牆角了,導致國有航天計劃被打亂了。
第二,民營航天對於國營航天形成了輿論上的壓力,就是大家今天看到的,有些敢寫的媒體把民營航天當作中國航天未來發展的一個方向。
其實不管國營還是民營,做成事需要兩個條件,第一,需要穩定的資金流。Space X是個民營特例,其他商業航天公司也沒有做起來的。除了有技術以外,錢也多。在2002年到2020年的18年間,Space X資金投入基本保持穩定。第二,18年間,它的募資總共累計超過了73億美元,摺合一下人民幣是500億。
作為對比,921載人航天工程,從92年到2006年,截止神舟6號完成,一共花了200億人民幣。然後完成全部的交會對接任務,也就是到大概2013年,最後一次中國的載人航天,加起來190億,共計不到400億人民幣。
同樣是18年時間,Space X發射了100次左右,花掉了480億。而中國的載人航天只花掉390億。我們也把人送上去了,而且我們是不像Space X在美國有基礎。誰花錢更有效率?但是有一點我覺得很重要,我們中國航天能夠探測火星,能夠探測月球,能夠發射空間站,能夠發射那麼多的衞星,比以前有了巨大的進步。
所有的代表人類的探測,就是需要更多的錢。Space X 它一點都不省錢。第二,需要更多的人才。Space X它的人才,是從美國的各大的航天機構挖角挖出來的。中國的民營航天,同樣也是從這些行業機構挖角出來的。要找成熟的團隊、人員、科研團隊、技術,才是符合企業快速研製。
但是,研製火箭的人才並不多。研製火箭的人。他以前肯定是學相關的專業,這裏就有兩種人,一種人他以前研製火箭,然後被挖過來。還有一種人,以前研製火箭,但他可能沒有機會到這個行業。因此民企提供了這樣一個機會,讓這些人回來研製的火箭,這叫做溢出效應。
然而放眼全世界的航空業,能大規模培養航天人才的國家屈指可數。中國算一個,美國算一個,可能俄羅斯算一個,再往下,很少會有國家能夠在滿足本國航天發射需求的同時,還有很多人因為航天發射行業就業前景不好,去幹別的事了。
其實民營航天最大的一個優勢,在於它把原本與航天無緣的人,又重新拉回了航天事業裏。雖然現在民營航天都在挖現成的人才,對中國航天有點妨礙的這種感覺,但是從長遠來看,隨着中國的民營航空公司也做到了十幾年,像Space X一樣的時候,它也會要去培養人才。我覺得它們的存在,對於中國航天的發展是很重要的補充。當然很重要的一點是錢,國內的幾家民營航天,最多的一個融資不到2億美元,而馬斯克70多億美元。你可以想象,大家能夠取得的成果有差異,這個也是可以理解的。
施洋是觀察者網副主編,《施佬胡謅》主講人。