施洋:当年火箭横飞都不怕,今天中国航天在担忧什么?

1970年,中国发射第一颗人造卫星东方红一号。2020年嫦娥五号探月归来。从倾全国之力每年一次发射,到每年约四十次发射,中国航天随着国力的进步而日渐成熟,是国人的骄傲。不过2020年也是一个坎,四次发射失利,遮遮掩掩的360P直播信号,民营“妨碍”国营,以及新老火箭更新换代。未来中国航天发展方向该何去何从?观察者网副主编,《施佬胡诌》主讲人施洋为大家带来《中国航天50年》。

01丨承诺已久的嫦娥5号

如果再按照我们最初的计划,火箭和嫦娥5号探测器应该在2017年就已经发射升空了。拖延的原因是,在2016年和2017年,长征5号的两次发射都出现了不同程度的失利,再加上这两年来中国航天的其他的一些问题。中国航天在很多年以后再一次成为了一个被大家讨论的话题。

中国航天怎么了?首先就说长征5号,长征5号对于中国航天特别重要,因为一方面,它是中国当代研制中的,运载火箭中最先进的,不仅是说体积最大,也是技术上来说是最为先进的,而另一方面,中国的几乎所有的,新一代的航天工程,都要依仗在长征5号这个项目成功的这样一个前提之下,能够做起来。比如说空间站,登月发射,天问一号火星探测。以前我们中国人,从来从未设想的事情,都是要依靠长征5号来发射。

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但长征5号的第一次发射和第二次发射都很不顺利。第一次发射,火箭上去以后,第二级出现了一些故障,所以原本是差一点就没有卫星入轨,最后是靠上面级耗尽它自己的燃料,让卫星成功入轨。这次发射算是成功了,但成功得很勉强。

第二次发射是在2017年,就完全的失败了。火箭发射上去之后根本没有入轨,出了故障,然后自毁了。头两次发射不成功,在中国航天史是非常罕见的。

02丨2020年是一个坎

2020年,中国航天有4次航天发射失利了,一个长征七号甲,一个长征三号乙,然后两个快舟系列的运载火箭。我小时候,也就是90年代末,我们经常每次发射升空以后,就会新闻播报说,“几月几号发射,这是长征火箭,第多少次成功发射。”如今不太好意思说这个话了,因为今年长征火箭,就有两次发射没有成功。大家开始吐槽说,中国航天有问题。

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吐槽两大点。两个二狗图,左边说“人家官网如何到达火星”,“世界火箭发动机最大”,“人类探月史”,说的是NASA。后边我们官网,“我院开展不忘初心牢记使命主题教育活动”,“热烈欢迎某某院长对我院莅临指导”想也想得到是谁了。

横向比我们和别人比,然后我们和自己比。上世纪的中国航天宣传,在90年代那个时候,要承接商业发射,那个时候很开放,要进行航天发射的电视直播叫“向全世界展示横飞,长三乙都不怕”。

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1996年,当时长三乙火箭,在发射的时候,火箭起飞以后,就横着出去了,有三四个村民不幸遇难。在电视上直播播给大家看,火箭飞出去以后,撞到一个山上撞炸掉了。到了现在,发射前叫停直播。之前央视在微博上会有直播频道。可每每直播到还有15分钟,火箭准备发射的时候,直播就结束了。

等到观众下一次看到直播的时候,已经是一条通稿出来:“长征5号火箭发射圆满成功。”而且直播480p、360p。这个年头,大家网速都够,所以大家说,“每个人都有高清观看的权利。”宣传猛如虎,发射不直播,15秒精彩回顾,谁敢直播炸谁号。

03丨中国航天在怕什么?

中国航天出了什么问题,不同的人有几种不同见解。关于工程思路和技术问题,我总结三点,

第一,技术层面,发射的次数太多了,导致故障变多。中国航天型号体系有问题,型号太多太分散,大家分散力量。

第二,体制问题,“定体问,我陷思”,说中国举国航天有严重的弊端,中国航天有一个领导责任问题,出事肯定要先问责领导。还有说中国航天举国体制,有国企病。还有待遇问题,导致人才流失。

第三,学学Space X。前两天刚刚飞行了Crew One,把4名宇航员,三个美国人和一个日本人送上空间站,非常顺利。国外的商业航天非常成功,也让我们的举国体制受到了一些质疑。

其实首先发射次数,在70年代的时候,中国不怎么发射。每年发射,要么不发射。但如今航天发射的总数,我们现在已经没有媒体会去专门去记,总数应该是500次左右。

航天发射次数很多,带来很大的问题是,原来航天发射是“手工业”,一年就一枚火箭,全中国十几万航天人,就指着一枚火箭,在上面精雕细琢,然后把它发射成功。

现在,一年大概40枚。平均下来一个月3~4次,就平均每10天一次,对于工作人员,其实是很辛苦的,因为火箭还是火箭,它还是这么复杂精密,却要保持差不多10天左右一枚的速度把火箭发射出去。大家的精力因此就分散了,战线就拉长了,保证火箭质量的时间就变少了,属于正常的发射概率问题。

最近5年,中国航天火箭类型特别多,分成三大类,首先是“发展末期的成熟型号”,这些型号要追溯到上世纪70年代中后期,80年代或者90年代初。虽然技术上不先进,但已用了很多年,所以稳定性不错。

但是它的性能,包括它这些火箭都是“毒箭”,就是说它里面的发射燃料是有毒的。所以发射场的人员在发射的时候,要进行很严密的防护。其实即使有了防护,在长期的接触之后,工作人员的身体还是会受到一些损伤。

这里列举了8种型号,其实这8种型号大同小异。正在成熟的新型号里边,有长五两个型号,长六、长七两个型号。还有长八、长征十一号、快舟十一号、开拓二号。

近几年开始研制的新型号,是为了替代上面老型号的火箭。新一代技术更先进更可靠,性能也更好,有5个。最近5年里进行的,民营航天发射,又有5个型号。所以加起来中国现在大概有20种各种不同的型号的火箭。

每一个型号,当然会有专门的会有人去研究。为什么会有那么多型号?因为老的步入寿命末期,但新的还未能可靠到取代老的,所以现在处于接力棒的交接期。

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发射一旦出现问题,中国航天就讲究“归零”,就是把想方设法地排查出火箭发射失败的原因。可能是设计、生产制造、发射程序、天气等问题。归零分成技术归零,和管理归零,定位准确,机理清楚,问题复现,举一反三。

技术性问题,体制问题,都给你查一遍,查出来以后,要推广到整个系统,相当于就是人生病了,要吃。,一个火箭型号归零了,整个航天发射院和负责的相关型号都要吃药,归零确实是能够提升火箭的安全性,但很花时间。长征五号在2017年发射失败以后,归零归了一年半才进行下一次的发射。

技术问题,所谓型号的问题,是目前这个阶段的问题。只要中国熬过了这一个过渡阶段,把这些老的型号的火箭全部用掉退役掉了以后,我们看到全部是新的火箭之后,因为它的性能会更好,然后同时我们的型号战线也缩短了,这一块问题会解决一些。

体制问题。谁在领导中国的航天发展?第一个是叫中国航天科技集团,我们简称航天科技,第二个是中国航天科技工业集团,简称航天科工,然后下面一个国家航天局,一个是战略支援部队,其实和航天有关的,还有中国的载人航天办公室,中国的探月航天办公室等等,但这里没有一个部门能够把整个航天系统管起来的。

其实中国的航天发射也有一个局,叫中央政治局。这是我们社会主义国家的航天发射特色。中国的航天发射是由国家的中央力量,它是一个关乎国家命脉的,一种重大的战略决策问题。921工程开展的时候,最重要的一件事情就是中央政治局开会算账,因为921航天研制,一年要花十几亿人民币,对于1992年的中国来说,一年十几亿人民币,拨出来给航天工程,非常巨大的政治抉择。另外一方面,这其实也很能够说明,航天事业在当代的既是一个科技性的事情,同时也是一个非常带有国家色彩的。

我之前讲《美苏航天节竞赛简史》的时候,我就说,人类航天史本质上,不是一部科技竞赛史,是一部赌气史,大家互相看,你比我领先不爽,我就要超过你,至于这个事情,你说能够取得什么经济效益,未必可能有,但未必。

航天事业必定有政治上的宣传作用,和科技领先的一种制高点,所以说在这样的一个情况下,航天事业本质上是一种国家战略,那么它的决策机构,我个人觉得由国家的所谓的国家政国家方向的决策机构来解决,用我们的局来统管,很多时候,其实我觉得是合理的。

04丨民营航天,是“妨碍”还是未来?

因为民营航天 Space X,非常的势头很劲,要把特斯拉打到天上去,前段时间Crew One载人飞船发射也非常成功。

美国传统的航天发射,主要是联合发射联盟ULA ,是洛克希德公司和波音公司,混合了一个公司。这个发射联盟,发射美国的大部分的高价值的航天器,包括早年的航天飞机。

NASA对它是爱恨兼有之。爱在成功率很高,ULA发射的火箭,基本上没有失败过;恨在珍贵,Space X 发射一枚全新的火箭,价码是9000多万美元,回收的只需7000多万美元。但是ULA发射一次价格可能少则5亿,多则十几亿。

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所以 Space X出现以后,首先受到冲击的是美国自己的传统的联合发射联盟这种垄断型的大型企业。另外一方面,虽然Space X收了NASA的钱和合同,但它取代了传统上NASA负责重要项目。第一个,用美国的航天器再次把美国人送上了太空。

一家商业公司以一种纯商业的,以降低发射成本的方式,最后竟然做成了美国的国家航天的发射方向。

中国民营航天怎么样呢?站在航天业界的人来说,叫做“妨碍”,原因两点,第一点是对于航天工业人才队伍的竞争,过去有个新闻,有一家民营航天公司出了高薪,把航天四院的一个负责研制我国下一代大型航天火箭发动机的总师挖墙角了,导致国有航天计划被打乱了。

第二,民营航天对于国营航天形成了舆论上的压力,就是大家今天看到的,有些敢写的媒体把民营航天当作中国航天未来发展的一个方向。

其实不管国营还是民营,做成事需要两个条件,第一,需要稳定的资金流。Space X是个民营特例,其他商业航天公司也没有做起来的。除了有技术以外,钱也多。在2002年到2020年的18年间,Space X资金投入基本保持稳定。第二,18年间,它的募资总共累计超过了73亿美元,折合一下人民币是500亿。

作为对比,921载人航天工程,从92年到2006年,截止神舟6号完成,一共花了200亿人民币。然后完成全部的交会对接任务,也就是到大概2013年,最后一次中国的载人航天,加起来190亿,共计不到400亿人民币。

同样是18年时间,Space X发射了100次左右,花掉了480亿。而中国的载人航天只花掉390亿。我们也把人送上去了,而且我们是不像Space X在美国有基础。谁花钱更有效率?但是有一点我觉得很重要,我们中国航天能够探测火星,能够探测月球,能够发射空间站,能够发射那么多的卫星,比以前有了巨大的进步。

所有的代表人类的探测,就是需要更多的钱。Space X 它一点都不省钱。第二,需要更多的人才。Space X它的人才,是从美国的各大的航天机构挖角挖出来的。中国的民营航天,同样也是从这些行业机构挖角出来的。要找成熟的团队、人员、科研团队、技术,才是符合企业快速研制。

但是,研制火箭的人才并不多。研制火箭的人。他以前肯定是学相关的专业,这里就有两种人,一种人他以前研制火箭,然后被挖过来。还有一种人,以前研制火箭,但他可能没有机会到这个行业。因此民企提供了这样一个机会,让这些人回来研制的火箭,这叫做溢出效应。

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然而放眼全世界的航空业,能大规模培养航天人才的国家屈指可数。中国算一个,美国算一个,可能俄罗斯算一个,再往下,很少会有国家能够在满足本国航天发射需求的同时,还有很多人因为航天发射行业就业前景不好,去干别的事了。

其实民营航天最大的一个优势,在于它把原本与航天无缘的人,又重新拉回了航天事业里。虽然现在民营航天都在挖现成的人才,对中国航天有点妨碍的这种感觉,但是从长远来看,随着中国的民营航空公司也做到了十几年,像Space X一样的时候,它也会要去培养人才。我觉得它们的存在,对于中国航天的发展是很重要的补充。当然很重要的一点是钱,国内的几家民营航天,最多的一个融资不到2亿美元,而马斯克70多亿美元。你可以想象,大家能够取得的成果有差异,这个也是可以理解的。

施洋是观察者网副主编,《施佬胡诌》主讲人。

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