點(diǎn)贊!燃!2020中國(guó)航天高光時(shí)刻;2020年,中國(guó)航天從未停下探索的腳步。北斗三號(hào),天問一號(hào),嫦娥五號(hào);從一箭雙星到一箭十三星,幾代航天人辛勤耕耘,永不止步。我們的征途,是星辰大海!加油,中國(guó)航天!
12月17日凌晨1時(shí)59分,嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品,采用半彈道跳躍方式返回地球。作為中國(guó)首個(gè)實(shí)施無人月面取樣返回的探測(cè)器,也是人類時(shí)隔44年再次從月球帶回月壤,嫦娥五號(hào)為我國(guó)探月工程重大科技專項(xiàng)“繞、落、回”三步走發(fā)展戰(zhàn)略畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)。
凱旋!嫦娥五號(hào)返回器回到誕生地
12月17日晚8點(diǎn),一輛軍綠色卡車緩緩駛?cè)胫袊?guó)空間技術(shù)研究院,十六發(fā)禮炮依次響起,等候已久的人群發(fā)出陣陣歡呼和掌聲。卡車上載著的是嫦娥五號(hào)返回器,而作為嫦娥五號(hào)探測(cè)器的抓總研制單位,中國(guó)空間技術(shù)研究院正是她“誕生”的地方。
帶著月球“土特產(chǎn)”,遠(yuǎn)游的“孩子”回了家。歷經(jīng)約23天、11個(gè)飛行階段后,12月17日凌晨1點(diǎn)59分,嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸。這標(biāo)志著我國(guó)已具備地月往返的能力,探月工程“繞、落、回”三步走規(guī)劃完美收官。
返回器凌晨著陸,“接力跑”完成沖刺一棒
如果說嫦娥五號(hào)的地月之旅是一場(chǎng)接力跑,那降落回收便是最后沖刺一棒。在到達(dá)地球5000公里之外時(shí),嫦娥五號(hào)軌道器與返回器分離,返回器攜帶月球樣品,獨(dú)自踏上回家路。在降至距離地面約10公里高度時(shí),嫦娥五號(hào)返回器打開降落傘,完成最后減速并保持姿態(tài)穩(wěn)定,隨后平穩(wěn)著陸。負(fù)責(zé)搜索回收任務(wù)的測(cè)控與回收系統(tǒng)技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)了目標(biāo),回收工作有序開展。
和載人飛船相比,嫦娥五號(hào)返回器的體積只有飛船返回艙的約1/7,可著陸面積卻是載人飛船的16倍。時(shí)值隆冬,在冰天雪地的黑夜搜索如此小的目標(biāo),難上加難。
不打無準(zhǔn)備之仗。針對(duì)新特點(diǎn)和新挑戰(zhàn),擔(dān)任此次搜索任務(wù)的中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搜索回收分隊(duì)充分考慮可能出現(xiàn)的最復(fù)雜情況,更新改造設(shè)備十余套,準(zhǔn)備了各種“神器”,還組織進(jìn)行了多次貼近實(shí)戰(zhàn)的訓(xùn)練演練。
為確保直升機(jī)在目標(biāo)區(qū)域安全降落、地面搜救車輛能順利抵達(dá),搜索回收分隊(duì)結(jié)合冰雪夜間環(huán)境進(jìn)行了近30次的著陸區(qū)地形勘察,開展了3次夜間搜索回收專項(xiàng)訓(xùn)練、1次積雪暗夜極寒條件搜索回收演練、1次大范圍著陸偏差和3次全系統(tǒng)綜合演練,確保空地協(xié)同聯(lián)合搜救作業(yè)萬無一失。
在距著陸場(chǎng)萬里之外的印度洋上,中國(guó)衛(wèi)星海上測(cè)控部所屬的遠(yuǎn)望3號(hào)船早已啟航出海。由于嫦娥五號(hào)返回大氣層時(shí),與周圍空氣劇烈摩擦,導(dǎo)致返回器表面的高溫高壓電離氣體層如劍鞘一般,隔絕其與地面測(cè)控站間的通信,形成黑障區(qū)。遠(yuǎn)望3號(hào)船的使命,便是在預(yù)定海域執(zhí)行返回器初次再入黑障區(qū)附近的遙測(cè)、外測(cè)、光學(xué)測(cè)量等測(cè)控任務(wù)。
“嫦娥五號(hào)返回器在通信黑障區(qū)的這一跳至關(guān)重要,如果跳不起來,返回器會(huì)摔得粉碎;如果跳過了,‘嫦娥’可能會(huì)逃離大氣層,無法二次進(jìn)入。”隨船出海的中國(guó)衛(wèi)星海上測(cè)控部技術(shù)部副主任房新兵形象解釋道。
一切都按計(jì)劃進(jìn)行。遠(yuǎn)望3號(hào)船在黑暗中牽著嫦娥五號(hào)“放風(fēng)箏”,為返回器穿越黑障區(qū)、實(shí)施關(guān)鍵一跳牽線搭橋,發(fā)揮了無可替代的作用。
同樣執(zhí)行測(cè)控任務(wù)的,還有西安衛(wèi)星測(cè)控中心的兩支活動(dòng)測(cè)控分隊(duì)。為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)返回器落點(diǎn),精準(zhǔn)指引搜索回收分隊(duì)快速實(shí)施回收,他們千里轉(zhuǎn)場(chǎng),分別在四子王旗著陸場(chǎng)和平均海拔4500米的藏北高原,靜候嫦娥五號(hào)“回家”。
據(jù)介紹,位于四子王旗著陸場(chǎng)的活動(dòng)測(cè)控分隊(duì)主要承擔(dān)嫦娥五號(hào)返回器返回段的測(cè)控和關(guān)鍵指令發(fā)送,以及提供返回器開傘前后的光學(xué)實(shí)況攝錄任務(wù)。而另一支活動(dòng)測(cè)控分隊(duì)已在藏北高原堅(jiān)守?cái)?shù)月,實(shí)施返回器遙測(cè)接收以及上行遙控任務(wù)。失之毫厘,差之千里,這支首次在藏北高原實(shí)施測(cè)控任務(wù)的隊(duì)伍出色完成了類似于“徒手接子彈”的困難操作。
“打水漂”式返回挑戰(zhàn)重重,減速降溫有妙招
執(zhí)行我國(guó)首次月面自動(dòng)采樣返回任務(wù)的嫦娥五號(hào)是“幸運(yùn)兒”,她拿到的是地月旅行“往返票”。
能返回的探測(cè)器寥寥無幾,其中門道頗深。嫦娥五號(hào)返回器采用了俗稱“打水漂”的半彈道跳躍式再入返回方式,這是什么意思,為什么要選擇這種方式呢?
嫦娥五號(hào)要安全順利返回地球,速度和溫度是兩大關(guān)鍵因素。返回器從月球飛回的速度接近每秒11.2公里的第二宇宙速度,而此前從近地軌道返回的神舟飛船等航天器速度接近每秒7.9公里的第一宇宙速度。這每秒3公里多的差距,就像扔石頭,同樣一塊石頭,從一樓扔下和從十幾層高樓扔下的速度迥異;同理,航天器從數(shù)百公里高的近地軌道返回和從38萬公里遠(yuǎn)的月球返回速度差距巨大。此外,高速進(jìn)入大氣層時(shí)將摩擦產(chǎn)生劇烈高溫,急劇增加的熱量也成為嫦娥五號(hào)回家路上的“攔路虎”。
如何減速?這是一個(gè)世界級(jí)的難題。在反復(fù)學(xué)習(xí)、研究美國(guó)和蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)我國(guó)航天器實(shí)際情況,中國(guó)航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部的軌道設(shè)計(jì)師們決定借助地球大氣層這個(gè)航天器再入返回的“天然屏障”,通過空氣摩擦產(chǎn)生的阻力減速,并提出了一個(gè)大膽的方案——半彈道跳躍式再入返回。
一出一進(jìn),返回器慢了下來。“就像在太空中打水漂,返回器先是高速進(jìn)入大氣層,再借助大氣層提供的升力躍回太空,然后再以第一宇宙速度扎入大氣層,返回地面,整個(gè)過程環(huán)環(huán)相扣,在15分鐘內(nèi)完成。”中國(guó)航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部嫦娥五號(hào)探測(cè)器總體主任設(shè)計(jì)師孟占峰說。
如何降溫?出發(fā)時(shí)通體雪白,但返回地球時(shí),由于受到大氣層劇烈摩擦產(chǎn)生的高溫?zé)疲隙鹞逄?hào)變“黑”了。
“再入的速度提高1倍,再入熱量將提高8到9倍。”中國(guó)航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部嫦娥五號(hào)探測(cè)器結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師董彥芝說,如此高的溫度,一旦進(jìn)入返回器的內(nèi)部,后果將不堪設(shè)想。
對(duì)抗燒蝕成為必攻難關(guān)。以放熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例,總體設(shè)計(jì)部防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為探測(cè)器巧妙設(shè)計(jì)了一件“貼心防熱衣”。針對(duì)月球軌道返回?zé)岘h(huán)境、空間環(huán)境和重量的要求,提出了不同部位耐燒蝕和隔熱的具體需求與指標(biāo),從33種新研材料中篩選出了7種防熱材料,完成了防熱材料的布局和局部防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)由近地軌道再入到深空軌道再入的防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的跨越。
嫦娥五號(hào)帶回的“土特產(chǎn)”如何處理
帶著月球“土特產(chǎn)”,嫦娥五號(hào)奔走38萬公里后凱旋。中國(guó)成為第三個(gè)從月球采樣回來的國(guó)家,這也是時(shí)隔44年后,人類再次把月球樣品帶回地球。
對(duì)探月工程技術(shù)人員來說,嫦娥五號(hào)回家意味著此次探月工程任務(wù)圓滿完成,但對(duì)地面應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)家來說,月球樣品的科學(xué)研究工作才剛剛開始。
嫦娥五號(hào)共獲取了兩種月壤樣本,分別是利用抓取裝置獲得的月球表層土壤和利用鉆探設(shè)備獲得的月球表面下約2米深的月巖樣本,總重量預(yù)計(jì)約2公斤。據(jù)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、國(guó)家航天局探月工程三期副總設(shè)計(jì)師李春來介紹,此前別國(guó)月壤采樣點(diǎn)都在緯度30度的范圍,而嫦娥五號(hào)采樣點(diǎn)選擇了43度的月海風(fēng)暴洋東北角的玄武巖區(qū)域,這是全新的采樣區(qū)域。全新的樣品研究,對(duì)月球表面的風(fēng)化作用、火山作用和區(qū)域地質(zhì)背景、區(qū)域地質(zhì)演化方面可作出很多科研貢獻(xiàn)。
下一步,珍貴的“土特產(chǎn)”將會(huì)送到哪里呢?
在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)月球與深空探測(cè)研究部,我國(guó)首個(gè)月球樣本實(shí)驗(yàn)室已“萬事俱備”,月球樣品的存儲(chǔ)、管理和研究工作將在這里進(jìn)行。
月壤樣品呈粉末狀,易受到地球物質(zhì)污染,因此月球樣本操作必須極其嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。安全解封,科學(xué)處理,妥善存儲(chǔ)——這十二個(gè)紅色大字醒目地張貼在實(shí)驗(yàn)室墻上。
安全解封。月球上幾乎真空,和地球存在很大壓差,安全解封成為擺在科研團(tuán)隊(duì)面前的首個(gè)難題。據(jù)探月工程三期地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張廣良介紹,針對(duì)解封在月表真空環(huán)境下封裝的設(shè)備這個(gè)難題,他們反復(fù)多次進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證,最終設(shè)計(jì)了一套方案,在真空條件下獨(dú)立解封罐子,解封后再把樣品轉(zhuǎn)移到氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。
科學(xué)處理。“一是采用科學(xué)的方法,制定科學(xué)的規(guī)范和方案,保證結(jié)果可信,二是利用最精密儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并且使用最少量的樣品展開研究,讓樣本發(fā)揮最大功效。”嫦娥五號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)副總指揮張洪波說。
妥善存儲(chǔ)。據(jù)國(guó)家航天局副局長(zhǎng)、探月工程副總指揮吳艷華透露,除了中科院國(guó)家天文臺(tái)作為月壤主要存儲(chǔ)地點(diǎn)外,還將在湖南韶山毛主席的故鄉(xiāng)進(jìn)行異地災(zāi)備,以告慰毛主席生前“可上九天攬?jiān)隆钡馁碓浮?/p>
“土特產(chǎn)”怎么用?李春來介紹稱,大部分樣品會(huì)用于科學(xué)研究,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行長(zhǎng)期、系統(tǒng)的月球樣品研究工作,包括結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理特性、化學(xué)成份、同位素組成、礦物特點(diǎn)和地質(zhì)演化等方面。
“取樣最主要是為了進(jìn)行科學(xué)研究,另外,為了能早一點(diǎn)與公眾見面,我們有一部分樣品將入藏國(guó)家博物館,向公眾展示,進(jìn)行科普教育。”吳艷華說,依據(jù)國(guó)際合作的公約和多邊雙邊的合作協(xié)議,中國(guó)將發(fā)布月球樣品和數(shù)據(jù)管理辦法,與有關(guān)國(guó)家和世界的科學(xué)家共享,也有一部分按照國(guó)際慣例,可能作為國(guó)禮相送。
完成地面處理工作后,嫦娥五號(hào)返回器空運(yùn)至北京開艙,取出樣品容器及搭載物。國(guó)家航天局將擇機(jī)舉行交接儀式,正式向地面應(yīng)用系統(tǒng)移交月球樣品,我國(guó)首次地外天體樣品儲(chǔ)存、分析和研究相關(guān)工作也將隨之啟動(dòng)。
嫦娥五號(hào)創(chuàng)造五項(xiàng)“首次”,中國(guó)探月六戰(zhàn)六捷
十年磨劍,載譽(yù)歸來。作為中國(guó)探月工程“繞、落、回”三部曲的收官之戰(zhàn),嫦娥五號(hào)探測(cè)器的研制團(tuán)隊(duì)與嫦娥五號(hào)相伴了十年之久。“從2011年1月立項(xiàng),到現(xiàn)在整整十年,一個(gè)月不多,一個(gè)月不少。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)航天科技集團(tuán)五院空間科學(xué)與深空探測(cè)首席科學(xué)家葉培建感嘆道。
作為我國(guó)復(fù)雜度最高、技術(shù)跨度最大的航天系統(tǒng)工程,嫦娥五號(hào)任務(wù)創(chuàng)造了五項(xiàng)中國(guó)“首次”:首次在地外天體采樣與封裝;首次在地外天體上點(diǎn)火起飛、精準(zhǔn)入軌;首次進(jìn)行月球軌道無人交會(huì)對(duì)接和樣品轉(zhuǎn)移;首次攜帶月球樣品以近第二宇宙速度再入返回;首次建立我國(guó)月球樣品的存儲(chǔ)、分析和研究系統(tǒng)。
復(fù)雜度最高,技術(shù)跨度最大,嫦娥五號(hào)為什么要設(shè)計(jì)得這么“難”?
“我們要把樣品拿回來,就必須走這條路。”葉培建說,“我們(探月)搞得比較晚,水平要搞得高一點(diǎn)才行,而且將來要搞載人登月,因此要為載人登月奠定一些基礎(chǔ),摸索一些技術(shù)。”
此次嫦娥五號(hào)的任務(wù),主要是完成月球采樣返回,但其蘊(yùn)含的多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,有著提前探路的考慮。嫦娥五號(hào)三大工程目標(biāo)之一,就是為載人登月和深空探測(cè)奠定一定的人才、技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。
從嫦娥一號(hào)拍攝的全月球影像圖,到嫦娥二號(hào)成功獲取月球虹灣局部地區(qū)1米分辨率影像圖,嫦娥三號(hào)成功實(shí)現(xiàn)落月夢(mèng)想,嫦娥5T作為“探路先鋒”完成地球軌道外航天器再入大氣層返回驗(yàn)證任務(wù),再到嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類探測(cè)器首次月背軟著陸揭開月球背面神秘面紗,嫦娥五號(hào)完成月球采樣返回任務(wù)……嫦娥一路向月,六戰(zhàn)六捷。
這是發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)攻堅(jiān)克難取得的重大成就。探月工程匯聚了全國(guó)包括港澳地區(qū)的數(shù)千家單位、數(shù)萬名科技工作者。技術(shù)的每一次突破、工程的每一步跨越,都是團(tuán)結(jié)協(xié)作的結(jié)果,傳承弘揚(yáng)了中國(guó)航天攻堅(jiān)克難、勇攀高峰的優(yōu)良傳統(tǒng)和創(chuàng)新精神,積淀彰顯了“追逐夢(mèng)想、勇于探索、協(xié)同攻堅(jiān)、合作共贏”的探月精神。
求索寰宇開新篇。以嫦娥五號(hào)任務(wù)圓滿成功為起點(diǎn),我國(guó)探月工程四期和行星探測(cè)工程將接續(xù)實(shí)施。目前,首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)正在奔火的征程;嫦娥六號(hào)、七號(hào)、八號(hào),小行星探測(cè)、火星取樣返回、木星系探測(cè)等工程任務(wù)也將按計(jì)劃陸續(xù)實(shí)施。
在星際探測(cè)的征程上,中國(guó)人將繼續(xù)一步一個(gè)腳印,將夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),為人類和平利用太空、推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體作出更大的貢獻(xiàn)。
(綜合自央視新聞 鈦禾產(chǎn)業(yè)觀察 中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站)
延伸閱讀:從NASA到SpaceX:美國(guó)商業(yè)航天的隱秘往事
(鈦禾產(chǎn)業(yè)觀察該文作者:任友善,編輯:熊文明、劉愛國(guó),數(shù)據(jù)支持:鈦禾產(chǎn)業(yè)研究院,頭圖來自:NASA)
SpaceX用獵鷹 9 火箭,成功將搭乘有 4 名航天員的載人龍飛船(Crew-1 任務(wù))發(fā)射升空,駛向國(guó)際空間站。Crew-1 任務(wù)的圓滿完成,意味著美國(guó)總算結(jié)束了一段恥辱歲月——美國(guó)將航天員送往國(guó)際空間站,終于不用再求助俄羅斯人。
就在SpaceX執(zhí)行 Crew-1 任務(wù)的 8 天前,NASA局長(zhǎng)吉姆·布里登斯廷宣布:一旦拜登入主白宮,他就辭職。吉姆·布里登斯廷并非特朗普的鐵粉,這也不是NASA局長(zhǎng)第一次辭職。他辭職原因很簡(jiǎn)單,認(rèn)為自己無法在拜登政府里為NASA爭(zhēng)取到最大利益。這背后的一個(gè)事實(shí)是:表面風(fēng)光無限的 NASA,背地里卻處境尷尬。雖然沒有一屆美國(guó)總統(tǒng)表示要終止航天投入,但都在不斷裁減 NASA 的預(yù)算。除了錢袋子越來越緊之外,NASA 還屢屢被民眾質(zhì)疑其存在的合法性。政府投資驟減,航天機(jī)構(gòu)只能自尋“錢途”——SpaceX的出現(xiàn),成為 NASA 打開局面的一把鑰匙。
這家被坊間輿論議論為 NASA 私生子、白手套、殺價(jià)鯰魚的私營(yíng)科技公司,以一個(gè)顛覆者的姿態(tài)出現(xiàn),但本質(zhì)上卻更像是一個(gè)衣缽繼承者。無論如何,SpaceX 或許是 NASA 目前找到的最佳方案。更大范圍的商業(yè)化是美國(guó)航天發(fā)展的大勢(shì)所趨,SpaceX 只是順勢(shì)抓住了這個(gè)機(jī)遇。NASA 誕生至今,經(jīng)歷了從舞臺(tái)中央到漸隱幕后、從行政機(jī)構(gòu)到“半身入海”、從陷入“聲望陷阱”到制造“地球危機(jī)”,再借由 SpaceX 打開商業(yè)航天的突破口……美國(guó)人的航天發(fā)展史上,有著眾多鮮為人知的隱秘往事。
01、“面子高于一切”在 NASA 前首席歷史學(xué)家羅格·勞尼烏斯(Roger Launius)博士的眼里,權(quán)力和聲望,從 NASA 誕生之初就為這個(gè)太空行政機(jī)構(gòu)蒙上了厚重的陰影,經(jīng)久不散:“權(quán)力和聲望把 NASA 卷進(jìn)了一系列問題里,使它要么被過度高估,要么被過度低估。”NASA 緣何陷入權(quán)力和聲望的陷阱,要從冷戰(zhàn)開始講起。
1957 年 10 月 4 日,蘇聯(lián)發(fā)射了世界第一顆人造衛(wèi)星斯普特尼克 1 號(hào)(Sputnik 1),拉開美蘇太空競(jìng)賽的序幕。在美國(guó)看來,蘇聯(lián)人既然擁有了把衛(wèi)星送入太空的能力,也意味著隨時(shí)可能把衛(wèi)星換成核彈頭砸向北美大陸,美國(guó)國(guó)家安全危在旦夕。僅僅幾周后,蘇聯(lián)人又發(fā)射了第二顆衛(wèi)星:斯普特尼克 2 號(hào)。這顆星比上一顆重量增加了 6 倍,更氣人的是,這次蘇聯(lián)還把一只小狗帶進(jìn)了太空。
蘇聯(lián)送狗進(jìn)太空的宣傳畫這場(chǎng)史稱“斯普特尼克危機(jī)”的事件,讓美國(guó)從媒體到民眾、從產(chǎn)業(yè)界到政府、從科學(xué)家到工程師,舉國(guó)上下都陷入一片恐慌之中。在總統(tǒng)艾森豪威爾的號(hào)令下,前納粹科學(xué)家馮·布勞恩率領(lǐng)的陸軍彈道導(dǎo)彈局終于在 1958 年初發(fā)射了兩顆美國(guó)衛(wèi)星上天。但美國(guó)人并未因此松一口氣,馮·布勞恩本人也坦言:“我們小小的探險(xiǎn)者 1 號(hào)和先鋒 1 號(hào)只能在精神上與蘇聯(lián)人的衛(wèi)星抗衡,而在火箭硬件上,我們差得就更遠(yuǎn)了。”冷戰(zhàn)期間,精神上的抗衡與實(shí)力上的較量同樣重要。
美國(guó)的決策者們擔(dān)心,斯普特尼克危機(jī)對(duì)美國(guó)人心理上的打擊,可能讓美國(guó)社會(huì)在蘇聯(lián)人發(fā)起進(jìn)攻前,就因?yàn)榭只哦a(chǎn)生社會(huì)騷亂。
太空危機(jī)引發(fā)美國(guó)社會(huì)騷亂的歷史:
1938 年,哥倫比亞頻道“火星人入侵地球”烏龍事件。
廣播后,工廠緊急生產(chǎn)防毒面具,孕婦流產(chǎn)報(bào)道急劇增多,甚至有人自殺。
盡管現(xiàn)在聽上去有些可笑,但保住面子以穩(wěn)定美國(guó)民眾的情緒,在當(dāng)時(shí)政府看來是比科技研發(fā)、技術(shù)應(yīng)用更緊急的事。國(guó)會(huì)認(rèn)為有必要成立一個(gè)全新的政府機(jī)構(gòu),以領(lǐng)導(dǎo)所有非軍事太空行動(dòng)。1958 年 7 月 29 日,在美國(guó)首份國(guó)家太空戰(zhàn)略發(fā)布后 1 個(gè)多月后,時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)艾森豪威爾簽署美國(guó) 85-568 公共法案,成立了美國(guó)國(guó)家航空航天局,也就是 NASA。一場(chǎng)斯普特尼克危機(jī),不僅嚇出了 DARPA(參見前文:《美國(guó)科技“下海”往事》),還嚇出了 NASA。
1958 年 NASA 成立后,誕生于 1915 年的 NACA(美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì))也隨之解散。
NASA 在隨后 20 年里,逐步繼承了 NACA 的人力、預(yù)算、實(shí)驗(yàn)室、情報(bào)。
NASA 誕生之初,在軍事和民用之間搖擺糾結(jié)。艾森豪威爾這個(gè)問題上表現(xiàn)出了前瞻性,他決定將軍事和民用航天活動(dòng)分開進(jìn)行,讓 NASA 主要負(fù)責(zé)民用空間探索。
對(duì)于美國(guó)人把軍用航天活動(dòng)和民用航天活動(dòng)分開的決策,連前蘇聯(lián)太空研究所主任薩格德耶夫也大加贊賞,認(rèn)為正是因?yàn)檫@個(gè)原因,導(dǎo)致前蘇聯(lián)向靜地軌道發(fā)射首顆通信衛(wèi)星的時(shí)間比美國(guó)晚了 10 年:“前蘇聯(lián)就沒有這樣一個(gè)政府性機(jī)構(gòu), 民用航天永遠(yuǎn)是軍事航天計(jì)劃的一個(gè)小弟弟,這影響了民用航天技術(shù)的發(fā)展。”雖然艾森豪威爾做了一個(gè)在現(xiàn)在看來是明智的決策,但在當(dāng)時(shí)的大環(huán)境下,NASA 更多時(shí)候需要爭(zhēng)氣而不是爭(zhēng)饅頭——冷戰(zhàn)產(chǎn)物 NASA,其誕生和存在的首要價(jià)值仍然是幫美國(guó)人搶奪在世界航天領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
前有蘇聯(lián)人要趕,后有自家人在追,被搶了預(yù)算的美國(guó)空軍,也從 NASA 誕生開始就牢牢盯著它。第二任局長(zhǎng)詹姆斯·韋伯(James Webb)對(duì) NASA 的使命毫不諱言,認(rèn)為 NASA 的首要任務(wù)就是保持美國(guó)人的榮譽(yù):“我對(duì)太空沒有興趣,我們?cè)谔諢X的唯一理由就是擊敗蘇聯(lián)。”這個(gè)燒錢的超級(jí)機(jī)構(gòu)組建后,舉全國(guó)之力上馬了三大項(xiàng)目:水星計(jì)劃、雙子星計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃。
NASA 成立后的三大項(xiàng)目水星和雙子星兩個(gè)計(jì)劃,美國(guó)都未能追趕上蘇聯(lián)人的步伐。而到了阿波羅計(jì)劃時(shí)期,時(shí)任總統(tǒng)肯尼迪下令把航天科技提高到“國(guó)家威望的象征”來重點(diǎn)發(fā)展,他許諾不僅要讓美國(guó)立刻成為世界第一,還要成為持續(xù)、唯一的世界第一(first but, first and, first if, but first period)。投入超過 30 萬人、耗資 255 億美元的阿波羅登月后,NASA 終于完成了“世界第一”的使命。冷戰(zhàn)結(jié)束后,太空競(jìng)賽就此告一段落,NASA 也隨即陷入另一種尷尬。榮譽(yù)之爭(zhēng)在冷戰(zhàn)中是 NASA 發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ髞韰s成為了 NASA 艱難轉(zhuǎn)型的絆腳石。
以總統(tǒng)科學(xué)顧問委員會(huì)(PSAC)為代表的美國(guó)政界和學(xué)界認(rèn)為,NASA 陷入了“聲望陷阱(prestige trap)”里——自成立以來,NASA 就只能以第一的姿態(tài)存在。深陷在“持續(xù)第一”的聲望陷阱里,NASA 在太空探索中的姿態(tài)、方法、立場(chǎng)、宣傳用語、甚至技術(shù)都被戴上了枷鎖,實(shí)用價(jià)值也被排在聲望之后。翻譯成通俗的話就是:死要面子活受罪,讓后冷戰(zhàn)時(shí)代的 NASA 不堪重負(fù)。
被迫下海的 NASA2011 年,亞特蘭蒂斯號(hào)返回肯尼迪航天中心后,美國(guó)人退役了所有的航天飛機(jī)。此后 9 年里,美國(guó)的宇航員只能搭乘俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)飛船進(jìn)入國(guó)際空間站。這一諷刺現(xiàn)象的根源不是因?yàn)榧夹g(shù),而是 NASA 存在的合法性飽受民眾質(zhì)疑。NASA 的生存危機(jī)、預(yù)算危機(jī)都來源于此。阿波羅登月之后的太平日子里,NASA 預(yù)算開始大幅度滑坡。1969 年美國(guó)哈里斯(Harris)民意調(diào)查顯示:56%的美國(guó)人認(rèn)為阿波羅計(jì)劃花費(fèi)過高,64%的人認(rèn)為 NASA 預(yù)算過多——美國(guó)人始亂終棄的態(tài)度,讓 NASA 陷入嚴(yán)重的資金不足。
阿波羅計(jì)劃歷時(shí) 11 年,耗費(fèi)了美國(guó)政府天量資金
大批美國(guó)民眾認(rèn)為:既然登月成功,成為世界第一了,為什么還要繼續(xù)把納稅人的錢砸給 NASA 呢?用這些錢來解決更緊急的醫(yī)療、教育、基礎(chǔ)設(shè)施問題不好嗎?在民主投票機(jī)制下,每一屆總統(tǒng)想要獲選或連任,就必須遷就民意,對(duì) NASA 的預(yù)算揮起大鐮刀。但是總統(tǒng)們也深知發(fā)展太空技術(shù)的意義并不止于眼前,尼克松就曾在被迫砍掉 NASA 預(yù)算后,又充滿愧疚地說:“我深知 NASA 的戰(zhàn)略意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它所擁有的預(yù)算。”NASA 嘗試過建構(gòu)一些合法性,好讓政府和民眾同意它增加預(yù)算。第一個(gè)嘗試是努力渲染地球危機(jī)——地球不是人類的最終家園,它終將或毀于資源枯竭、或毀于小行星的撞擊、或毀于太陽的衰退。
因此,人類必須成為“多行星物種”,必須探索太空。這個(gè)論斷的主要推手是美國(guó)著名天文學(xué)家、科幻作家卡爾·薩根(CarlSagan)。在科幻作家的煽動(dòng)下,好萊塢的編劇導(dǎo)演們也默契配合,以地球?yàn)?zāi)難為主題的電影風(fēng)靡一時(shí)。NASA 也不失時(shí)機(jī)地借用美國(guó)殖民歷史的輝煌,把“太空殖民”這個(gè)詞搬了出來。卡爾·薩根的論述看起來很科學(xué),人們認(rèn)同但不買賬。太過遙遠(yuǎn)的危機(jī),遙遙無期的回報(bào),顯然打動(dòng)不了民眾為它增加數(shù)以億計(jì)的預(yù)算。NASA 在建構(gòu)合法性方面所做的第二個(gè)嘗試,是努力將航天技術(shù)推向民用領(lǐng)域,以此來安撫民眾不滿,爭(zhēng)取更多的民意支持。上世紀(jì) 60 年代,阿波羅登月計(jì)劃總共獲得了 3000 多項(xiàng)專利,美國(guó)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展受益匪淺。基于載人航天所衍生出的技術(shù),有3萬多種民用科技產(chǎn)品誕生——計(jì)算機(jī)、人工智能、遙感作業(yè)等技術(shù)的民用轉(zhuǎn)化帶動(dòng)了整個(gè)工農(nóng)業(yè)的繁榮。
航天技術(shù)所衍生出的民用產(chǎn)品,小到圓珠筆、果珍飲料、魔術(shù)貼、鐵氟龍不粘鍋,大到航天渦輪泵技術(shù)和精密控制技術(shù)造出的人工心臟、透析機(jī)……本世紀(jì)初美國(guó)宇航局專家曾有過測(cè)算,美國(guó)在載人航天上的每1美元投入,都能收到9美元的回報(bào)。
第二個(gè)努力看上去比第一個(gè)合理得多,但依然難以說服美國(guó)民眾。人們提出最普遍的疑問是:
“我們?yōu)榱说玫揭豢诓徽冲仯仨氁阉腿松显虑騿幔俊?/p>
從阿波羅計(jì)劃開始,民眾就對(duì)NASA的質(zhì)疑持續(xù)不斷。其中有三次較為著名的沖突:
第一次沖突爆發(fā)在尼克松連任的總統(tǒng)大選期間。20世紀(jì)70年代這段時(shí)期,正值美國(guó)民眾的反戰(zhàn)情緒高昂,為冷戰(zhàn)而生的NASA自然成為眾矢之的。
為了緩和民眾情緒,尼克松先雇傭了一個(gè)太空專題小組來研究調(diào)查未來的計(jì)劃。但當(dāng)時(shí)的NASA局長(zhǎng)佩恩(Paine)和尼克松一點(diǎn)默契也沒有:他繼續(xù)火上澆油,固執(zhí)地帶人游說這個(gè)小組,讓他們支持NASA的空間站、可重復(fù)使用航天飛機(jī)和火星計(jì)劃。總之,佩恩要大膽地搭建一個(gè)前沿的太空交通系統(tǒng)。
這既是NASA和民眾矛盾最激烈的一次,也是NASA和總統(tǒng)矛盾最激烈的一次。佩恩的計(jì)劃被總統(tǒng)顧問團(tuán)一票否決。削減預(yù)算前,尼克松還特意給佩恩打了聲招呼:
“你盡管告訴你的手下我有多不情愿,但不得不削預(yù)算。我相信空間探索是一個(gè)長(zhǎng)期事業(yè)。”
最終,心有不甘的佩恩在1970年引咎辭職。尼克松出于“做人留一面,日后好相見”的考慮也做出了小小的讓步,批準(zhǔn)了NASA的可重復(fù)航天飛機(jī)項(xiàng)目。
實(shí)際上,尼克松的顧問約翰·埃利希曼(John Erlichman)后來透露,尼克松此時(shí)頂著的壓力不止削減預(yù)算——而是被要求解散NASA,送航天英雄下崗。
第二次沖突發(fā)生在蘇聯(lián)解體后。冷戰(zhàn)結(jié)果已經(jīng)表明,蘇聯(lián)人雖然在太空贏了好幾回合,但卻徹底輸了國(guó)運(yùn)。
1993年,俄羅斯總統(tǒng)葉利欽宣布終止暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)計(jì)劃,美國(guó)民眾也同時(shí)掀起了對(duì)NASA的批判——冷戰(zhàn)都結(jié)束了,干嘛還要死要面子活受罪?蘇聯(lián)帝國(guó)的轟然坍塌,也讓太空競(jìng)賽似乎坐實(shí)了“勞民傷財(cái)”的罪狀。
第三次沖突的導(dǎo)火索是2003年美國(guó)哥倫比亞事故。這是NASA有史以來的最大丑聞:為了政治聲望,有故障不報(bào),最終眼睜睜看著7名宇航員命喪太空。
這次事件讓美國(guó)民眾對(duì)NASA的不滿達(dá)到頂峰,泄洪一般涌出:他們呼吁剝奪NASA的載人航天權(quán)力。最終,時(shí)任總統(tǒng)小布什給NASA的航天飛機(jī)判了死緩。
他于2004年宣布,NASA將在2010年底送航天飛機(jī)退役,并研制新的載人太空艙。同時(shí)開啟“星座計(jì)劃”,階段性推進(jìn)NASA的月球、火星等太空探索項(xiàng)目,以此來彌補(bǔ)NASA存在的必要性。
小布什勉強(qiáng)維系了NASA的最后尊嚴(yán),繼任總統(tǒng)奧巴馬則踢了讓NASA“下海”的最后一腳。奧巴馬任期內(nèi)的財(cái)政預(yù)算十分緊張:一邊是2008年金融危機(jī)帶來經(jīng)濟(jì)疲軟和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)加劇的財(cái)政赤字,另一邊是前任總統(tǒng)小布什星座計(jì)劃挖的預(yù)算大坑。
正值奧巴馬焦頭爛額之時(shí),NASA老朋友、洛克希德·馬丁公司CEO諾姆·奧古斯丁(Norm Augustine)的一份報(bào)告點(diǎn)醒了國(guó)會(huì)。這份報(bào)告提到的一個(gè)重點(diǎn)觀點(diǎn)是讓復(fù)雜、可重復(fù)使用的航天飛機(jī)回到更簡(jiǎn)單小型的太空艙,將太空運(yùn)輸交給市場(chǎng)化公司,并以商業(yè)的方式開展競(jìng)爭(zhēng)。他在報(bào)告中寫到:
“這種方法并非沒有技術(shù)和項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn),但它有可能降低該系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本,并有可能將美國(guó)進(jìn)入近地軌道的時(shí)間加速一年左右。我們建議為這項(xiàng)服務(wù)建立一個(gè)新的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,大公司和小公司都可以參與進(jìn)來。”
2010年,奧巴馬在演講中正式認(rèn)可商業(yè)航天公司的努力:宣布終止星座計(jì)劃,以私營(yíng)企業(yè)為主力,發(fā)展低軌載人航天與國(guó)際空間站計(jì)劃。
結(jié)果皆大歡喜——政府不用再頭疼預(yù)算、私營(yíng)航天公司從灰色地帶正式登堂入室、NASA從“聲望陷阱”中解脫、民眾對(duì)商業(yè)公司更接地氣的經(jīng)營(yíng)模式表示贊許。
斯普特尼克危機(jī)62年后,美國(guó)政界、商界、民眾終于再一次在航天問題上達(dá)成一致。
三、順流而上的SpaceX
NASA的改革,給瀕臨破產(chǎn)的埃隆·馬斯克送來了甘霖。除了發(fā)射訂單外,NASA的大量技術(shù)、人才、政策開始源源不斷地支援這家私營(yíng)企業(yè)。
NASA也樂于配合私營(yíng)企業(yè)的商業(yè)故事。從貝佐斯的“重返月球”,到馬斯克的“殖民火星”,背后常常是企業(yè)和NASA之間的雙簧戲。NASA的主流科學(xué)家長(zhǎng)期在媒體上與馬斯克一唱一和:
“火星有一天會(huì)成為家園,并且有可能成為旅游圣地。”
NASA和商業(yè)航天企業(yè)互動(dòng),都由商業(yè)船員與貨物項(xiàng)目辦公室(C3PO)進(jìn)行運(yùn)作。政府、NASA、SpaceX,三者關(guān)系時(shí)好時(shí)壞,民眾和輿論則更關(guān)注發(fā)射的成敗。NASA一直為端平政府、軍方、商業(yè)、民眾四碗水操碎了心。
(綜合自央視新聞 鈦禾產(chǎn)業(yè)觀察 中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站)
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