› 首页 ›科技 › 查看内容

马斯克的星舰1年3次发射,对中国航天业有何启示?(图)

2024-4-18 22:57| 发布者：青青草| 查看：41| 评论：0 |来自: 知识分子

摘要：图片：马斯克发布于社交媒体的发射现场图北京时间3月14日晚，马斯克的太空探索技术公司（SpaceX）研发的重型运载火箭——星舰进行了它的第三次发射试验。在此之前，在这枚人类有史以来最大的火箭身上，已经 ...

图片：马斯克发布于社交媒体的发射现场图北京时间3月14日晚，马斯克的太空探索技术公司（SpaceX）研发的重型运载火箭——星舰进行了它的第三次发射试验。在此之前，在这枚人类有史以来最大的火箭身上，已经连续失败了两次。去年4月，星舰首次发射试验，点火3分钟后，火箭解体爆炸，最大高度上升到39公里。去年11月，星舰第二次发射试验，一二级火箭分离成功，但之后一级爆炸，二级失联。第三次发射试验之前，马斯克已经在社交媒体上透露了本次试验的成功概率——“我认为进入轨道的可能性很大——80%”，在之前的两次发射试验中，即便这位以大胆冒险著称的高科技创业者，也只敢把成功的概率给到50%。的确，这次，这枚装备了33台猛禽发动机的“大火箭”看上去情况良好，没有像前两次那样发生爆炸。点火后9分钟，二级火箭发动机燃烧完成，飞行速度大致足以进入轨道，星舰进入滑行状态。 三次星舰发射对马斯克意味着什么？ 星舰(Starship)是由SpaceX研制开发的超重型太空运载工具，由第一级超重级助推器和第二级太空飞船组成。星舰整体高度为120米，直径为9米，起飞质量达5000吨，是有史以来运载能力最大的火箭。它最终的设计目标是实现完全可重复使用，能够在发射塔上进行控制着陆，并在发射回收后的几小时内再次重新发射。而且，星舰进入太空后，可以在几百公里高度的低地球轨道上进行燃料加注，补充燃料飞向更遥远的目的地，如36000公里的地球同步轨道、38万公里远的月球和五千万公里以远的火星。第三次星舰发射，进入滑行状态后，星舰没有重启发动机，被地球引力拉回了大气层。在SpaceX的直播中，人们看到了围绕在它周围由极端高温高压产生的等离子体发出的鲜红光芒，然后，信号中断，星舰失联。种种迹象显示，它可能已经解体了，而且，它几乎不会到达印度洋的预定的着陆点了。当然，对于马斯克和他的SpaceX来说，这已经是值得庆贺的结果了。就在星舰昨晚升空的时刻，SpaceX的传播经理就对媒体表示：“（这次），我们比以往任何时候都走得更远。” 而就在星舰失联的消息传来后不久，马斯克在社交媒体上发文：“星舰将让生命跨越星球”。这样的表现与马斯克和SpaceX对待火箭的态度有关，本次的星舰发射早已完成了预定目标：达到了轨道速度；星舰飞船和超重型火箭助推器的飞行距离都比之前的两次测试更远；SpaceX 完成了推进剂转移演示，并对星舰的有效载荷门进行了测试…… 根据CNN的报道，虽然本次的星舰失联得比预期更早，但SpaceX从未想过重新使用这艘飞船，它原本计划的结局就是坠毁。事实上，SpaceX团队对每次发射的预期不高已是常态。早在去年4月，星舰首次发射时，马斯克甚至曾表示，只要不是在发射台上爆炸，星舰飞不飞得起来，飞得多高，都是成功。这是因为SpaceX采用了互联网行业快速推出新产品，快速迭代升级的方式。“星舰遵循小步快跑、迅速迭代的研发理念，不怕暴露问题，从一次次失败中快速找到技术漏洞，优化到下一代的版本中。”通过一次次真刀真枪的发射任务，发现问题、解决问题，提高可靠性。而不是把时间花在长期、反复的论证和测试上。有消息指出，星舰的研制，采用了批量化生产的模式。第一批次星舰一共生产了5个，这次虽然发射失败了，但马斯克宣布几个月后还将再次发射。这种行为也体现了马斯克在商业航天方面的一个很突出的特质：冒险精神。创业是高风险的，100家企业创业，能有几家存活下来就算不错了，创新同样也是高风险的。但SpaceX的每次发射都面向全世界公开直播，对发射失败并不懊恼，甚至处之泰然。这是因为马斯克有强烈的信心，认为最终一定能成功，这种底气来自于他对技术的把控。这让我想起在SpaceX发展的早期，刚开始研发猎鹰系列火箭的时候，马斯克只有1亿美元。每发一枚火箭需要2500万美元，前三次都爆炸了，直到第四次发射成功，才让他侥幸逃过破产的命运。在猎鹰系列火箭回收和重复利用的试验中，一些业内人士很不看好。在陆上回收、海上回收试验中，多次发生爆炸。似乎对SpaceX来讲，失败不是问题。太空探索是全人类共同的事业，任何一个参与者愿意参与其中并积极尝试，取得成功，在某种意义上也都是人类的成功。我们要正面看待SpaceX和星舰。在过去，火箭最重要的性能是运载能力，成本是次要的。现在火箭最重要的能力是性价比，星舰等新一代运载火箭的成功，将大大降低人类进入太空的成本，助力人类在群星间穿越。因此，对中国而言，也许，减少审批手续，降低政策门槛，推出激励措施，鼓励商业航天企业大胆尝试，不断创新，才能更好地应对星舰和SpaceX带来的挑战。 商业航天，同样需要星辰大海梦 在2015年，以吉林1号卫星的发射为标志，中国进入了商业航天元年，这一年，商业航天在中国正式破冰起航。那段时间，互联网领域的BAT们也开始纷纷寻找机会进军航天领域（可参见我当时的文章《2015，中国商业航天元年》）。自那之后，8年来，中国的商业航天取得了长足发展，采用商业模式研制的火箭接连发射成功。但是，如果给予一定的鼓励和支持，发展速度还可以更快一些。 2016年时，我还写过一篇文章《未来二十年，载人登火星》，然而，现在七年过去了，似乎离登陆火星的时间还需要20年甚至更长。各国政府层面还没有载人登陆火星的计划。幸运的是，马斯克推出的移民火星计划，似乎更让公众感兴趣。对一个企业的发展而言，企业家的风格，决定了这个企业的风格和前途。就像比尔.盖茨之于微软公司，乔布斯之于苹果公司，贝索斯之于亚马逊公司。同样，马斯克的风格决定了SpaceX的风格和价值取向。马斯克并非只有SpaceX，他还同时参与创办了移动支付工具Paypal、太阳能发电项目Solar city、时速上千公里的超级高铁项目、电动汽车特斯拉等。这些项目中很多相似的特点，比如，技术的颠覆性、项目实施的可持续性、产品推出非常高调、更新频率非常快速等。首先，我们要承认SpaceX是一家商业航天企业，但它却并不是普遍意义的民营企业。在欧美小政府大社会的模式下，大部分项目都会采用商业模式发展。SpaceX在创业的早期，招聘了很多美国宇航局的航天工程师。美国宇航局通过专门的机制，转移了包括航天发动机在内的很多技术给SpaceX，特别是把给国际空间站送货、载人等大额订单交给SpaceX，帮助它度过危机。作为一家商业航天企业，SpaceX十分重视成本控制，一切因陋就简，用梦想来激励员工。在强调员工福利的美国，可以打地铺，经常性地加班，成为员工的自觉行为，这与欧美强大的工会势力对员工福利的要求似乎背道而驰。我们可以看到，在马斯克移民火星，颠覆航天技术的感召下，员工的动力被激发，工会福利被放到一边。当然，我们也要看到，这背后，也有马斯克利用强大的舆论影响力（特朗普也是这么干的）来化解来自工会和舆论的反对声音，以及，收购推特后，马斯克同样大规模减人增效，使加班成为常态。 星舰一旦成功，需要警惕垄断 赞成SpaceX的勇气和努力，并不代表着对这家公司的全面赞成。在马斯克创办的企业中，十分强调第一性原理。第一性原理是指将事物拆分成各种要素，分别进行分析，找到实现目标的最优路径的方法。该原理源于古希腊哲学家亚里士多德提出的哲学观点：“每个系统存在一个最基本的命题，这个命题不可违背，更不可删除。”马斯克曾经说过，存在一种好的思维框架，有点像物理学上第一性原理的推理（first principles reasoning），将事情缩减至其根本实质……因此，必须把问题彻底搞明白，才能从中找出那些最基本的东西。星舰是在第一性原理的基础上进行的颠覆式创新。这种例子，就像智能手机的出现对摩托罗拉和诺基亚的影响，几乎颠覆了整个手机行业。在这个意义上，我们要警惕SpaceX对整个航天产业的颠覆性。这种颠覆性我们在特斯拉汽车里也已经看到了——几乎所有的电动汽车市场和传统汽车市场都被特斯拉玩的团团转。特斯拉把所有的零部件和技术掌握在自己的手里，拥有了巨大的降价空间，于是，只要特斯拉一降价，其他的汽车厂商几乎无利可图，于是，特斯拉便拥有了可以轻易压垮对手的实力。而在星舰的例子中，SpaceX批量化地生产通用型的航天器，包括载人飞船、货运飞船、火箭等。在SpaceX的库房里，装满了数十枚大大小小回收来的重复利用的火箭，以及排列得像森林一样的猛禽发动机。这些航天器都是批量化生产出来的，具有稳定的品质，而且具有很好的通用性，减少了个性化设计、生产和测试，导致成本大大降低。一个令人印象深刻的例子，是SpaceX把日常生活中常用的门把手，作为航天器舱门的开关。因为马斯克认为，生活中的门把手经过了商品化数亿次的检验，证明足够可靠，比工程师设计一个航天器专用的门把手要可靠得多，成本也要低得多。另一个例子是航天器上的芯片。因为航天器的芯片要经受发射时的振动和太空环境中的辐射，往往需要专门设计和测试，导致价格奇高。而SpaceX采用不同的路径，它从电子市场上购买低等级的民用芯片，通过多个芯片的冗余备份设计，实现高可靠、低成本。这样一来，一枚芯片的价格就从几百万、几十万，降低到了几千块甚至几百块。在这种背景下，星舰一旦发射成功，意味着人类进入太空的成本将大大降低。届时，除了为保证国家安全，各国需要保留小规模的自主航天发射能力之外，绝大多数的商业航天发射都会奔着SpaceX去，它手上的订单会越来越多。订单越多，它的经验就越丰富；规模越大，对控制成本就越有利。这就像Windows系统对于计算机行业的作用，不管是谁家的生产的电脑，最终都会采用Windows系统。这样，便很有可能，以后不管是哪个国家或哪家公司生产的航天器，都会来找SpaceX发射，因为自己发射反而更昂贵。这是非常值得我们警惕的。事实上，这种垄断的苗头已经出现了。在刚刚过去的2023年，全球共发射运载火箭223次，SpaceX发射98次，占全球总量的45%。全球共发射卫星2945颗，SpaceX发射2514颗（主要是因为建设星链网络的需要），占全球总量的87%，是其他家总和的6.7倍。全球的入轨质量共1492吨，SpaceX的入轨质量共1286吨，占全球总量的86%，是其他家总和的6.1倍。下一步，SpaceX很可能借助成本优势，大规模接收国际订单，逐步占领全球发射市场的主导地位。幸而，中国的商业航天企业很多，据说有上百家之多。既有体制内的国企和央企采用商业模式新组建的，又有纯民间投资的。过去几年，商业航天企业吸引了一批人才。在过去三年的疫情期间，这些企业大多举步维艰，现在疫情结束了，又让这些企业看到了希望，特别是以中科宇航力箭一号火箭发射成功为标志，逐步突破了商业航天企业火箭发射载荷重量能力的制约。接下来，有必要扶持一些上规模的商业航天企业，适当开放一些基础底层的技术，促进其快速成长。这些商业航天企业作为航天事业发展的第三支力量，有望通过高度的对外开放，在世界市场上争取订单。基于中国工程师的勤奋、智慧和高效率的交付能力，有可能在与SpaceX的竞争中，争得一席之地。 回看中国的航天事业 要在国际舞台上争得一席之地，中国航天是有基础的。近年来，中国航天事业发展很快，在北斗卫星导航系统、载人航天与空间站、月球与深空探测方面都取得了巨大的成就。在国际上，中国航天事业相比欧洲和俄罗斯而言发展得更好，相比日本、韩国更是进步神速。另一方面，中国航天事业长期坚持独立自主，自力更生的原则，我们的所有核心关键技术都牢牢掌握在中国人自己手中。这样使得航天产业的发展避免了卡脖子，可以按照自己的节奏来发展。这样的布局显然十分有利于行业的长期发展和可持续发展。例如，探月工程分为绕、落、回三步走，从2004年开始启动，到2020年成功实现。如今，开始了探月工程四期嫦娥六号、七号、八号的研制工作。在探月工程成功的基础上，中国启动了天问系列行星探测工程，实现了首次火星探测，后续将开展火星采样返回、小天体探测和木星系统探测等。载人航天工程从1992年开始启动，同样经历了三个阶段，于2022年底建成中国空间站。北斗卫星导航系统于1994年启动，经历了北斗一号、北斗二号、北斗三号等三个阶段，历时26年。在中国，这些长达二三十年的航天工程历经几代领导人，可以一张蓝图绘到底，这在欧美民主政体下是很难实现的。以深空探测领域为例，从80年代以来，美国宇航局经历了老布什政府提出重返月球计划、奥巴马政府改成载人登陆小行星计划、再到现在的拜登政府提出从月球到火星的计划。这种翻烧饼似的政策调整，对行业的长期发展不利。航天工程长远规划、分步实施，在中国特色的政治制度下更容易实现。这也是一位美国行星科学界同行与我交流时发出的感慨。当然能够有目前的格局，主要原因在于航天技术高度敏感，与军事高度关联，只能依靠独立自主。更得益于以钱学森、赵九章、孙家栋、叶培建等一代又一代科学家的战略规划和顶层设计，立足艰苦奋斗，自主创新，开创航天事业的新局面。与此同时，我们也要看到另外一支重要的力量——以太空探索技术公司SpaceX为代表的商业航天企业快速崛起。这些商业航天机构所带来的两方面进展，不得不引起我们的警惕。一是星链，数万颗卫星发射进入太空，让全球各个偏远地方、上网不方便的人随时随地通过卫星连接互联网，而且上网成本正在快速下降，这对很多偏远地区有吸引力。2021年5月，中国卫星网络集团有限公司组建，相信在这方面的差距会逐渐缩小。二是SpaceX推出的猎鹰9号系列火箭在载人和货运发射能力、重复利用方面，技术已经成熟，极大地降低了发射成本，大大降低了人类进入太空的门槛。但SpaceX并没有止步于此，通过超重星舰的飞行试验，不仅大幅度提高了火箭的运载能力，满足载人登月的运载能力需求。而且在一级火箭可重复使用技术的基础上，还在进一步发展二级火箭可重复使用技术。这需要我们考虑如何应对。

路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

分享邀请

上一篇：中国在芯片、通信等领域跟美日韩比拼:实力出乎意料(图)下一篇：靠天赋,更靠技术!中国在南极种菜,把老外馋哭了(组图)

马斯克的星舰1年3次发射,对中国航天业有何启示?(图)

最新评论

相关分类

图文热点

热门推荐