中美载人航天最大区别在哪里?

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  各位好啊,11月21日,SpaceX的第三代星舰,火箭一级在测试中爆炸,导致液氧储存箱位置的箭体严重撕裂,这枚一级火箭,采用了一种全新设计的推进剂系统,因此本次测试主要就是想看看,新系统的结构强度如何,所以没有加注推进剂,爆炸范围不大。但很明显,这种新结构的强度并不过关,因此许多人怀疑,美国登月的进展会再次推迟。咱们这期就来聊聊,现在中美两国的登月工程情况如何了。

  2004年2月,我国探月工程(CLEP),也就是嫦娥工程正式启动,这是我国继实现载人航天后,按部就班的新一代航天工程,由航天专家们在1991年联名提案,1998年科工委组织开展可行性论证,进行项目设计,2002年完成了技术方案的编制和整体规划,2004年1月正式获批立项,整个过程十分严谨。

  但咱也不知道怎么的,几乎同时,美国突然跳出来,提出了“太空探索新构想”,也就是“星座计划”。阿波罗计划终止的30多年里,美国都没见有啥动静,偏偏嫦娥计划获批前几天,美国忽然冒头,宣布自己要重返月球。

  中美载人航天最大区别在哪里?

  这不禁让人想到一段历史。1961年4月,苏联载人航天大获成功,将航天员尤里·加加林送入了太空,而美国宇航员谢泼德,则于当年5月份才进入太空,乍一看可能觉得没啥,美国不就晚了一个月嘛,说明两国技术差不多。事实上,稍微看下详细过程就知道,两者大不相同,苏联发射的“东方1号”飞船,达到了第一宇宙速度(7.8km/s),因此实现了轨道飞行,在整个任务的108分钟里,加加林完整地绕地球飞行了一圈,轨道近地点为170km,远地点超过300km。

  而美国飞船“水星号”,远远没有到达第一宇宙速度,甚至连三分之一都不到,因此没能进入轨道,整个飞行过程仅有15分钟,在进入太空后停留了5分钟,最高高度不到190km,刚刚超越加加林的最低高度,且飞行时长不到加加林的6%,整个飞行轨迹是个抛物线。简单的说,就是一发威力加强版的高射炮,你说进入太空了吧,那也确实进了,但把它跟苏联比,又觉得怪怪的,就好像跳高运动员跟路过的鸟儿说,看,我也能飞。

  作为对比,2003 年我国首次载人航天,将杨利伟送入太空轨道,绕地球飞行 14 圈,历时 21 小时多,完成了多项科学实验才落地,工作充实饱满,顺利成为世界上第三个实现载人航天的国家。值得一提的是,当年我国载人航天成功后,世界多国摩拳擦掌,纷纷提出了自己的载人航天计划。美国先后抛出了“星座计划”“阿耳忒弥斯计划”,宣称要在2020年代重返月球;俄罗斯多次发布载人登月路线图,却年年跳票;日本提出让宇航员踏上月球,并与美国合作研制月面车;印度把载人登月列为远期目标;韩国喊出了2045年实现载人登月的口号;甚至连土耳其、埃及都发布了自己的载人航天愿景。可是二十多年过去,不是连续跳票,就是连工程阶段都没进入的。实现了载人航天的国家,依然只有美国、俄罗斯、中国。

  总之,1961年的美国大感颜面扫地,时任美国总统约翰·肯尼迪,急忙找NASA负责人商议,NASA局长詹姆斯·韦伯建议,可以送一个人去月球,这样必然能够稳压苏联一头。于是,谢泼德返回地球的2周后,美乐宗发表了电视演讲,称美国将在10年内将人类送上月球。

  这个计划现在看来非常疯狂,相当于2003年杨利伟刚上天,2012年中国就要登月,所以没有人相信这是可以实现的,包括苏联也是如此,只是说了一句祝愿美国同行成功。因此我们可以看到,美国登月是一项彻头彻尾的面子工程,登月后三十多年里没有后续,也证明了这一点。肯尼迪在登月演讲中公开宣布:“现在,是展开这项长跑竞赛的时候了。”给出了这一项目的明确定性:太空竞赛。

  我国花了6年时间,进行探月工程的综合论证和预研工作,才完成立项、启动,美国耗时仅仅两周,很难说这是一个符合科学的决策,谁说美国做决策拖拖拉拉、反复评议、效率低下的,我看这不是快得很嘛。

  但问题是,肯尼迪对这一项目也信心不足,在计划启动后,面对重重困难,1963年9月,美乐宗召见了韦伯。在美国2011年解禁的档案中,我们可以看到这次对话的内容:韦伯明确表示,在肯尼迪的任期内,是无法完成登月的,而且目前的预算无法削减,甚至还得追加。美乐宗愤然表示:你如果只是想要科学数据,只需要送点科学仪器上去就行,把一个人送上月球根本就是个噱头,压根不值得为此花费数十亿美元。当然,肯尼迪可能也没料到,阿波罗项目最后花费近280亿美元,约占当时美国GDP的1%。

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  为了削减预算,减轻压力,两天后,肯尼迪在联合国提议,希望与苏联合作,一起前往月球。10月,赫鲁晓夫回应,苏联暂时没有登月计划,不希望在没有充分论证的前提下,将人送往月球。没办法,自己吹过的牛,含着泪也要装完,11月,肯尼迪在演讲中表示,我们别无选择,只能继续推进计划,演讲结束次日,肯尼迪在敞篷车上遇刺,脑洞大开,没想到任期内看不到登月,任期后也没看到。

  在了解了这段历史后,我们再看2004年,美国突然提出“星座计划”,也就理解了,其实是传统艺能,一定要“赢”。当年12月,布什正式签署新一代美国航天运输计划,次年NASA正式表态,将于2020年之前重返月球。

  考察美国两次登月的决策过程,我们可以看出,大家流程上的区别是很大的,我国是科学家们先提出设想,论证可行性,制定好完整的计划,然后再递交申请,批复通过后,宣布项目启动,过程是自下而上的。而美国是一拍脑袋,总统跟NASA局长两个领导一勾兑,就宣布项目启动,然后领导们再指派底下人去研究可行性,到国会申请预算等等,过程是自上而下的,所以风险极高,果然没过几年,星座计划就彻底失败了。

  中美载人航天最大区别在哪里?

  2009年,美国国会对星座计划发起调查,结果显示,现有的资金计划,根本不足以支撑重返月球,想要继续执行,必须狠狠的加钱。咱也不知道这个结论是怎么得出的,反正事实是,星座计划实际开销超过120亿美元,什么也没干成,只有两个烂尾项目,一个是战神火箭,基本作废,一个是猎户座飞船,被后续计划接盘。而截止2020年,嫦娥工程前三期的总预算,仅有这个值的零头,20亿美元左右,只能说史密斯专员还是太狠了,当然,截止2020年,美国的登月开销远不止这一点儿。

  2010年2月,奥巴马正式宣布星座计划取消,别说2020年重返月球了,美国连载人航天能力也丧失了,此后的10年里,只能通过俄罗斯的联盟号飞船进入太空,直到2020年马斯克的龙飞船升空,才结束了这一尴尬局面。与此同时,2007年,我国嫦娥一号正式升空,启动了“绕、落、回”三期工程的第一步,2013年玉兔号正式登月,18年玉兔二号降落月球背面,20年嫦娥五号采样返回,三期工程圆满结束。

  而在2010年到2017年之间,美国每年都投入了超过我国探月项目总资金的拨款,就干了两件事。第一件就是猎户座飞船,由洛克希德·马丁和空客防务联合设计,被星座计划选为航天员指定用船,结果整个星座计划实施期间,一次都没飞成。星座计划结束后,NASA保留了猎户座飞船的研发工作,于2014年完成了试飞,续了一波命,又搞了许多钱,后面也陆续拿出了一些进展,结果到了2025年,因为预算问题,被特朗普命令终止研发。

  在这期间,美国干的第二件事,就是研发SLS(Space Launch System)火箭。这个火箭放弃了许多不切实际的先进技术,改为复用成熟技术,甚至把航天飞机时代的旧引擎拿来直接翻新使用,以实现降本增效。结果还是经典剧本,增本降效。

  NASA监察长的报告指出,截止2022年,仅猎户座飞船和SLS火箭两个项目,耗资就已经超过500亿美元,并将在2025年底达到900亿美元,唯一的成果就是2022年,SLS火箭搭载不载人的猎户座飞船,进行了25天的绕月飞行测试。我严重怀疑,这900亿美元给中国,已经够登陆火星了,为了人类共同的伟大航天事业,我建议作为灯塔,美国应该摒弃私欲,做出表率,把资源交给更有效率的一方。

  比较好玩的是,NASA做出这一成果,主要推动者还是特朗普。2017年,特朗普首个任期,发动了和我国的全面竞争,又宣布要重返月球,并安排NASA执行。NASA表示,只要钱够,还是十年左右,2028年就能实现,特朗普说没那个功夫等你,2024年必须上去。因为特朗普有可能估计了自己的连任,2024是他第二个任期的最后一年,可以作为政治遗产名留青史。

  2019年,NASA咬着牙点头了,宣布将于2024年登陆月球,2030年登陆火星。登月计划正式命名为“阿尔忒弥斯”,NASA宣布项目最大的亮点,是将首次把女性航天员送上月球。怎么说呢,我们可以看到,从阿波罗计划,到星座计划,再到阿尔忒弥斯计划,连续三次登月计划,明显都是由政客发起的面子工程,没有一次是科研主导发起的。

  因此,阿尔忒弥斯计划也充满了波折。2021年,NASA表示2024年重返不了一点,登月推迟到2025年。2024年,NASA表示2025年重返不了一点,推迟到2026年。2025年,NASA表示2026年重返不了一点,登月推迟到2027年,现在还没到2026年呢,NASA已经开始暗示,登月将会推迟到2028年,所谓的世界头号航天大国,竟然连项目周期都估计不来,搁这儿逗大家玩儿呢,这种时间规划我上我也行,有严重的骗经费嫌疑。

  这和上世纪60年代,形成了鲜明的对比,阿波罗计划虽然严重超支,但时间点卡的还是非常死的,面临的问题同样也很多,1965年和66年,土星火箭连续爆炸,负责安全核查的检查员托马斯·巴伦(Thomas Baron)在报告中指出,阿波罗计划推进非常不顺利,前两年发生的问题并没有被解决,几乎每个人都各干各的,缺乏沟通,技术人员不断从一个岗位调到另一个岗位,不知道自己在干什么,以至于只能由工程师来操作设备,许多严重的问题也无人负责,安全性十分松懈,且缺乏系统性的工作记录。在印象中,没有任何工作能毫无偏差地完成。总之,看上去非常草台班子。

  果然,严重事故很快就发生了。1967年的一次测试中,火箭指令舱突发爆燃,三名宇航员被烧死。我相信,面对如此严重的事故,正常国家都会停工整改,事故调查报告也指出,整个飞船都有严重缺陷,需要重新设计,NASA局长韦伯也不得不承认,按期完成项目是不可能的,因为越往后推进,问题就越多,1968年,大力劝说肯尼迪登月的韦伯局长,莫名其妙放弃了自己的梦想,辞职不干了。

  结果韦伯辞职3天后,美国就宣布阿波罗7号首次完成载人试飞,并且在半年时间里,连续发射了8、9、10三艘飞船,直到1969年,虽然从未于月面测试过返回舱无人起飞能力,但阿波罗11号还是直接就送人上去了,还成功了,前休斯顿航天中心主任克里斯·克拉夫指出,如果不是因为美国提前放了大话,火灾后阿波罗计划理应停工整顿,但无法按期完成目标会使美国像个傻瓜,所以必须继续推进。

  不管怎么看,当年遇到的问题,都比阿尔忒弥斯计划严重的多,但硬是在2年之内全部解决了,总不能是假的吧?对比之下,这阿尔忒弥斯计划,光飞船和火箭就花了900亿美元,然后飞船还作废了,火箭还用的是二手货,这就非常让人绷不住。

  中美载人航天最大区别在哪里?

  根据目前的公开信息,阿尔忒弥斯2号,计划于2026年4月前,最后一次使用猎户座飞船,实现载人绕月。27年的3号飞船实现载人登月,并于28年-35年之间,进行8次载人登月活动,非常密集。在猎户座飞船废弃后,将由星舰的衍生型号,在阿尔忒弥斯3号任务里担任载人登月着陆器。可是SpaceX星舰项目进度严重滞后,预计至少到28年9月,飞船才能准备就绪,对此,NASA代理局长已经放风,称要引入蓝色起源等公司,和SpaceX竞争,以此来催进度,对此马斯克表示非常不满。

  至于我国的探月工程,目前已经完成了梦舟载人飞船的逃逸试验,揽月着陆器的着陆起飞实验,以及登月火箭长征10号的系jì留点火实验,计划于2026年发射嫦娥七号,进行月球轨道器、着陆器、巡视器、月面飞行器的无人测试。2028年发射嫦娥八号,进行登月演练,并于2030年之前,实现载人登月,为建立月球基地进行前期探索。

  对比之下可以发现,我国采取的路径是循序渐进、脚踏实地,一步一个脚印做好自己的事,强调长期探索任务的连贯性、可持续性。而美国领导的阿尔忒弥斯计划,则是发源于你尽快给我上天的政客任务,很难想象美国对于“赢”的执念竟然如此巨大,甚至足以改变经济规律乃至物理规律,你不是1969年就成功登月了吗,后来几十年没有来者啊,比个什么劲儿呢?居然如此想赢,堪称第一“赢”国,那么,我们也没什么可说的,只能微笑着祝愿美国同行成功,竞赛什么的,一边自个儿玩去吧。好了,本期就介绍到这里,请大家给个点赞、关注、收藏,咱们下期见~