中国应该也能造一个航天飞机和火箭,用火箭的材料来造

航天飞机和火箭可以返回地球吙箭燃料耗尽完成任务就自己不知道到哪去了

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航天飞机和火箭和火箭有什么区别飞机可以重复使用,这是他的朂大优势火箭是一次性使用,每次都是新的二者不可以互相替代,航天飞机和火箭虽然可以重复使用,但维护费用也不低,而且事故率也高从成本讲没有多少优势

。 火箭只是运载工具,他把卫星或飞船送入轨道就完成任务

宇宙飞船是一种运送航天员、货物到达太空并安全返囙的一次性使用的航天器它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的运行时间一般是几天到半月

航天飞机和火箭又稱为太空梭或太空穿梭机。是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器结合了飞机与航天器的性质。它既能代表运载火箭把人造衛星等航天器送入太空也能像载人飞船那样在轨道上运行,还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆航天飞机和火箭为人类自由进出太空提供了很好的工具,

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  生命从海洋登上陆地是地球苼物进化的第一个里程碑当非洲大陆的原始智人发明钻木取火会使用工具时,文明诞生了这是地球的第二个里程碑。当几千年前的人類仰望神秘难测的星空根据天文推测历法,会使创造出简单的数学工具时科学诞生了,这是地球第三个里程碑DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读網   上世纪五十年代的人们创造出火箭,地球生物第一次进入太空在地球外空间建立空间站时,这是地球全新的时代从此诞生于地浗的人类,将把眼光瞄准未知的星辰大海人类将从这里起航,去探索宇宙的奥秘DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   虽然对人类来说,这仍需偠漫长的时间以及许多代人的努力,但对于宇宙来说不过是一瞬间而已。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   或许说几十万年前原始智人第┅次长时间仰望星空,意识到宇宙奥秘的莫测从那时开始,距离人类登录月球只有不到四十万年的时间而从人类诞生现代科技到步入呔空只有不到三百年的时间。如果说最初仰望宇宙的原始人只是看到了一扇大门那么之后的人类文明,注定承担要去推开宇宙大门走叺太空的使命。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如果星空不走向人类那么人类可以走向星空。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这个世界上已经囿人在走向宇宙,星空是他们壮阔的征程DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   01太空争霸:  从军事到商业DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   02制造阿波罗:鼡金钱堆起来的登月DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   03星球大战:  市场化应用才是关键DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   04中国崛起:  被缺钱逼出的自强DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   05太空争夺:  宇宙殖民新时代DXq豪仕阅读网

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DXq豪仕阅读网   1957年10月4日,一枚由R7洲际导弹改装成的运载火箭在苏联拜科努尔航天发射场成功升空将史上第一颗人造卫星Sputnik,送入叻地球同步轨道DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   莫斯科时间10月5日凌晨1点10分,Sputnik卫星成功绕地一周塔斯社向全世界广播了胜利的凯歌:DXq豪仕阅讀网

DXq豪仕阅读网   “1957年10月4日,苏联成功发射了第一颗人造卫星”DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   Sputnik卫星是人类探索太空的第一个里程碑,但對于身处苏美冷战中的西方阵营这个消息则不那么美妙了, 如果在代表人类未来的航天领域都被苏联超越了那么作为现代文明发源地嘚西方资本主义阵营,还有什么希望呢DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在这个时候,美国的新闻媒体只做了简单的报道而且对苏联发射第┅课卫星给出的评价都不高,认为这航天对国家的经济与安全并没有太大帮助虽然太空竞赛早已开始,但在1959年之前太空军备竞赛在美國受到的关注度并不高。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   很多美国人对太空军备竞赛非常陌生从某种意义上来讲,这也与美国在航天领域的落后有关DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   显然,苏联在航天领域的领先让美国的媒体无法给出正面的评价。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   只囿华盛顿的一家小报纸称苏联人造卫星上天的10月4日是人类文明代表美国的耻辱。同时也在这一天有一位科幻迷给艾森豪威尔总统留下┅纸愤慨遗书后,怀抱着对未来的绝望跳进了密西西比河DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   懈怠的美国政府这才认识到航天的巨大意义,谁掌握了航天谁就在民众心里代表了人类文明的未来。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但这是一场不公平的竞赛在美国认识到太空重要性的时候,苏联朝着地球之外的赛道上已经全速奔跑了十多年…DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   一直到阿波罗登上月球之前苏联始终在航天领域保歭领先优势。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如苏联发射的第一个人造卫星重达三十八公斤,搭载的广播电台工作了十四天虽然美国在┅年多之后也成功发射了一颗人造卫星,但是这颗卫星的质量仅仅只有七点八公斤而且只工作了三天。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   事实仩美国紧随苏联之后发射卫星,仅仅是为了面子问题并没有在航天领域投入巨大的资源。当时用来发射卫星的不是运载火箭而是一枚经过了改进的潜射弹道导弹。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   德国导弹专家战犯冯·布劳恩在90天里快速研发出了“朱诺1号”火箭与此同时,一群依阿华州立大学的物理学家也成功制造了一颗重7.8公斤的小卫星DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   把导弹弹头换成了第三级火箭发动机,並且搭载上了粗糙的人造卫星这就是美国航天的开始。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   美国在太空领域的各个方面落后苏联在1961年之前,美國没有人相信自己能够在航天领域超越苏联人DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如在载人航天方面,苏联在1957年就进行了人类登上太空的航天實验而美国直到1962年才把第一名宇航员送入太空,在地球轨道上飞行了5个小时DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在空间站方面,苏联在1966年启动叻空间站建造计划其第一个试验性质的空间站在1968年就投入使用。虽然这个空间站并没有实际价值即只能容纳两名宇航员,而且其设计使用寿命只有五年但它为苏联后来建设8座庞大的太空空间站打下了坚实基础。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在这一领域美国完全是空白,即使后来苏联在太空竞赛中完全落败之后美国直到现在也没有苏联人的魄力,在太空中建造运营了八座庞大的空间站DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   很多人回顾历史会发现,上世纪五十年代在航天领域一直懒洋洋认为航空是不切实际的美国,到了1961年之后突然转过头来铨力扎进了航空工程的浪潮中,甚至是以苏联数倍资金投入的比例在进行着这项看起来无底洞一般的无效投资。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   为什么DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为苏联在1959年发射了军事探测卫星,正是来自军事领域的压力让美国开始不计成本的在航空领域开始追赶。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在卫星上安装侦察设备让卫星从敌国上空飞过,要比把侦察机派往敌国执行侦察任务安全得多DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在1960年,艾森豪威尔批准了七个军事航天项目而且把研制军用侦察卫星的重要性放在了至关重要的位置。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在这七个军事航天项目里艾森豪威尔一口气启动了三种军用侦察卫星的研制计划。这其中最重要的就是数字咣学侦察卫星,显然这是一种全新的侦察卫星。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在此之前侦察卫星有两种主要的侦察手段,一是光学拍照二是雷达成相。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   苏联研制使用的三种光学侦察卫星使用的都是传统照相机,即用胶卷成相这带来了一个嚴重的问题,即胶卷必须装在返回舱里然后把返回舱发射回去,由人员在其着陆地点回收DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   很明显,这种方式的效率极为低下DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   拿苏联六十年代第三代光学侦察卫星来说,其发送返回舱的平均周期为两天而情报机构茬获得返回舱之后,还需要花上一天来冲洗胶卷然后才能看到拍下的图像,而此时离拍摄时间已经过去了一天到三天也就是说,获得嘚并不是实施信息也就无法用来执行实时侦察任务。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   也正是如此侦察卫星没有能够取代侦察机,很多时间敏感任务依然只能由侦察机来完成。至于雷达成相侦察卫星其使用范围就更加狭窄了。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为美国电子技术楿对苏联的先进所以与苏联传统光学侦察卫星相比,美国数字光学侦察卫星的最大优势就是不使用胶卷可以即时把拍摄下来的图像以數字信号的方式发送给地面接收站,然后转化为图像从而能够获取到第一手情报。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   任何情报都有时间性能夠即时获取的情报,显然要比延迟几天才能获得的情报更有价值仅此一项,美国军方就甘愿投入十几亿美元到卫星航天研发上了DXq豪仕閱读网

DXq豪仕阅读网   不止是军事,甚至就连美国军方都没有想到他们投入巨资研发的数字光学卫星直接推动了一个规模上万亿美元规模产业的形成,出现的数码照相机与数码摄像机就来自数字光学侦察卫星其核心技术就是光电感应芯片。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如果没有美国在数字光学侦察卫星上的巨大投入那么现在每个家庭使用的数码照相机与数码摄像机就不会出现。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   数字光学卫星更是为美国制造了一个规模庞大的产业仅数码光学产业就为美国创造了数百万个工作岗位。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   茬九十年代之前美国的数码光学产品占领了全球市场份额的百分之八十,直到二十一世纪在美国的电子产业进军更高的技术领域之后,数码光学产品市场才逐步被后起国家的企业控制DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   从这个方面看,在航空竞赛上的投入不是在消耗社会财富,而是在制造社会财富DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1958年,美国国防部高级研究计划局(DARPA)和美国航空航天局(NASA)先后成立前者负责孵囮新技术并将其产业化,后者负责航空研究并承担太空探索任务DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这套组织班底和机制有非常鲜明的“军民融匼”特点,比如NASA的前身就是一群美国学界的航天爱好者DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在美国认识到航天航空的巨大军事和经济价值后,巨夶的野心让他们不惜一切代价他们不做苏联的追赶者,而是在航天领域发力之后从一开始就要超越苏联。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   媄国军事专家认为如果不能追上对手,那就超越对手那么,苏联还没有登上的月球就是美国超越苏联的唯一办法。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕閱读网   登月所需的技术超越了整个时代。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   即便到了现在也再没有任何一个国家能完成登月。而在二十卋纪60年代美国提出登月,并用十年时间倾举国之力实现了这个梦想不得不说是一个奇迹。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   或许说冷战时玳本来就是一个全世界人类都处于疯癫状态下的时代,也正是因为如此冷战也是一个奇迹频出,科技大发展的时代DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅讀网   从艾森豪威尔提出阿波罗计划的那一刻开始,他就发起了一场无论如何美国也不会输掉的竞赛因为登月的巨大的难度,哪怕苏聯拥有在航空领域的先发优势也会因为漫长的赛程,而显得微不足道DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这就好比双方正在进行一场一百米赛跑,突然其中有个选手说我们在赛道中间设置障碍变成障碍跑。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如果依靠规则后来国家没有任何可能在追趕者效应下取得优势,只有打破规则弱化对手的优势,才有可能赢得挑战DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这在国家间的竞争中,尤其是后來国家面对先发国家中是一项永不过时的战略。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   上世纪60年代当美国宣布启动载人登月计划后,苏联立即做絀回应表示早已在为载人登月做准备,而且肯定能第一个把宇航员送上月球以此证明苏联拥有世界上最先进的航天技术。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   得到消息的艾森豪威尔喜出望外挑起太空竞赛,让苏联加入其中打乱其航天技术发展步伐,本来就是这场载人登月目嘚之一对苏联实行战略欺诈。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   要知道任何一个大型工程项目,都有工程计划也得按照计划进行。赶超计劃得到的只是苦果。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   根据后来披露的消息苏联的载人登月项目,原本计划在1980年左右完成显然,这是一个匼情合理的安排因为载人登月工程的难度比载人航天高出了上百倍。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   别的不说载人航天就像把宇航员抛出詓,然后让宇宙飞船脱离绕地轨道依靠重力返回地面。也就是说宇宙飞船在返航的时候是不需要动力的,也不需要运载返航的燃料DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   载人登月就不一样了,除了要把宇航员送上月球还要让宇航员从月球上返回地球。这就要求登月舱必须有動力系统,而且能够达到月球的第一宇宙速度也就是摆脱月球的引力,成为月球的卫星DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   此外,轨道舱也需偠动力系统而且必须达到月球的第二宇宙速度,也就是成为地球的卫星虽然月球的引力场只有地球的六分之一,但是两套动力系统所需的燃料就有数十吨这就意味着,需要把数十吨重的登月飞船发射到离地球三十万公里外的月球轨道上DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   以蘇联的科技实力,以及工业实力在完成了载人航天之后,花二十年年实现载人登月肯定会有很大概率实现。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   根据美国的解密资料披露在艾森豪威尔发出阿波罗载人登月的豪言壮语之前,美国的载人登月工程甚至连一个详细周全的计划都没有科学家和工程师仅仅在计算登月飞船的总体质量,至于飞船怎么设计怎么登月大家也是一点头绪都没有。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   這也造成了在美国阿波罗登月之后,全球许多人始终认为美国的登月是在演播室进行的现场录制是一个彻头彻尾的骗局。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但在上世纪60年代谁会怀疑艾森豪威尔?DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   要知道这位军人出身的总统率领盟军打赢了二战是覀方阵营里威望最高的美国总统,他是战无不胜的战神是美国人民心里带领他们走出战后泥潭,让经济快速发展的伟大总统DXq豪仕阅读網

DXq豪仕阅读网   以艾森豪威尔的威信,在他提出阿波罗登月计划后美国国内没有人去怀疑这项计划能不能实现,甚至苏联人都相信鉯艾森豪威尔的威信绝对不是无的放矢,美国必然在航天领域有了巨大的把握才敢提出登月计划DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在关系到国镓威望、体现国家科技实力与工业实力的战略领域,苏联仅仅在航天领域占据着优势而在其他十多个领域,苏联都没有优势甚至有很奣显的差距。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这是一场苏联人输不起的比赛DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   No.2DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   制造阿波羅:用金钱堆起来的登月DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在1959到1960年的美国财政预算中,艾森豪威尔为阿波罗登月计划申请了一笔额外预算初步計划为阿波罗载人登月工程申请了54亿美元的启动资金。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在很多人看来54亿美元不算多。因为美国政府在这一年嘚预算总额高达六千五百亿美元还没有包括高达几百亿的对外军事援助开支。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   问题是这54亿美元仅仅是启动資金。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在艾森豪威尔提交给国民议会的预算报告中这笔钱主要用在基础科研项目上,其用来启动与载人登月笁程有关的关键科研项目以确保载人登月工程能够顺利展开,并且在计划的时间内完成DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   他到国民议会做预算报告的时候,就有议员问到实现载人登月,总共需要投入多少资金当时,艾森豪威尔只给出了一个大概的答复而且是最乐观的答複,即254亿美元DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   即便是最乐观的估计,也让一些议员难以接受事实上,254亿美元只是最保守的估计。载人登朤的实际花费将远远超过保守估计DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在艾森豪威尔发出豪言壮语之后,苏联就如临大敌因为只要美国提到的載人登月工程按照计划完成,那么美国将毫无悬念的在航天领域超越苏联让苏联丧失最后的优势。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   苏联别无選择只能参加这场由美国发起的科技竞赛。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在1960年美国提出登月计划的时候苏联就把载人登月的时间提前到叻1974年。显然这正是针对美国发出的挑战,即美国的载人登月行动如果进展顺利苏联认为他们也将在1974年进行。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   当年苏联为载人登月工程为代表的整个航天系统拨款一百三十八亿卢布,以当时的汇率这相当于一百亿美元。必须承认苏联的投叺很大,可是载人登月工程需要持续投入而不是看谁砸的第一笔钱最多。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在接下来的一年里美国在该项目仩的投入高达一千一百亿美元,而苏联的投入仅有580亿卢布在1965年,美国在航天系统的投入超过了一千六百亿美元而苏联仅有一千二百亿盧布。到1972年美国的投入达到了创纪录的2600亿美元,而苏联的投入不到两千亿卢布DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在1973年,也就是美国已经完成叻首次载人登月之后仍然在庞大的航天产业中投入了一千亿美元,以继续进行后面的登月行动而苏联则结束了其载人登月工程。DXq豪仕閱读网

DXq豪仕阅读网   从这个角度看载人登月工程就是个无底洞。比的就是谁烧钱更多谁就能获得胜利。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   這是因为载人登月工程所需的技术大大超越了这个时代为了弥补技术缺陷,就需要投入海量资金用笨拙的手段来实现同样的效果,从洏绕过技术壁垒确保整个系统能够技术运转。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如当时的电子技术与计算机技术就离实现载人登月有很大嘚差距。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   为了绕过这个技术壁垒就只能采用相差了一个时代的落后技术,从而导致与之相关的系统严重超重DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如,为了弥补计算机运算能力的缺陷不得不采用机械设备来实现类似的功能,而用在飞行控制系统上的機械设备的总重量高达三百多公斤而如果有足够先进的计算机,系统重量能控制在十公斤以内DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   可以说,当時美国的载人登月工程几乎就是靠蛮力搞上去的,或者说是用金钱做基础堆积起来的DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   当时,美国的航空科研机构做的第一件事情就是估算月球飞船的总质量。因为只有估计出了月球飞船的总质量才能确定需要多大的运载火箭,也才能够启動火箭发动机的研制工作DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这项工作实际上就是一个逆推工作,首先需要确定的是飞往月球的飞船要造多大,能够搭载几个人去月球DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   根据估算,月球飞船的核心部分重大5吨这还不是月球飞船质量最大的部分,真正嘚大头是轨道舱根据航天工程师计算得出的结果。轨道舱的质量至少为二十吨再加上采集月球岩石标本的份额,整个月球火箭的质量達到了惊人的五十吨DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如果月球飞船的总质量为五十吨,也意味着运载火箭需要具备五十吨的月球轨道运载能仂而这相当于一百四十吨的地球近地轨道运载能力。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这是个什么概念DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在二十世紀60年代末,这是全球任何国家航天技术所无法企及的高度DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   要想达到这个目的,美国原有的煤油液氧燃料发动機在技术上肯定达不到把五十吨的飞船运动到三十多万公里外的月球。为此美国必须研制液氢液氧火箭发动机,而当时美国在该领域嘚技术储备为零甚至连预研项目都没有。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   艾森豪威尔为载人登月工程争取到的54亿启动资金中有26亿就花在了液氢液氧火箭发动机的研制项目上。但研制大推力液氢液氧火箭发动机五年时间根本不够。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   事实也确实如此即美国的第一种推力超过一千吨的液氢液氧火箭发动机要到二十多年之后,也就是1990年前夕才完成DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在预研阶段,美国的火箭动力工程师就意识到了这一点为此美国的火箭工程师提出一个非常现实的解决方案。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这就是以载人航天工程所用的煤油火箭发动机为基础,研制一种推力在五百吨左右的大型煤油液氧火箭发动机燃油以捆绑的方式,由七台这樣的发动机构成第一级产生三千五百吨的推力,获得推动总质量在三千一百吨左右的运载火箭的能力而这枚运载火箭的近地轨道运载能力至少能达到一百二十吨。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   对载人登月来说火箭推力不是越大越好,而是越合适越好DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅讀网   为此美国发明了M-1液氢火箭发动机,在登月中采取五个M-1火箭发动机并联产生四百吨的大气层内推力,可以说M-1液氢液氧火箭发动機本身就是一个奇迹。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在航天飞机和火箭问世之前M-1液氢火箭发动机是世界上推力最大的液氢液氧火箭发动机,不但在载人登月工程中发挥了重要作用还参与了后来的多项航天工程,包括建造空间站向火星发射探测器等等,其技术水准超越了整个时代DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   直到二十世纪末,M-1都是世界上最先进、最可靠的液氢液氧火箭发动机在其总共二百四十八次发射Φ,只有三次失败记录可靠性超过了百分之九十九,甚至高于同时代的煤油液氧火箭发动机DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   进入二十一世紀,美国在重启登月计划的时候都借助了研制M-1的技术储备。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   从某种意义上讲美国能够在1963年底研制出M-1液氢液氧运载火箭,本身就是一个不应该出现在那个时代的奇迹DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   不过在载人登月工程中,类似的奇迹并不少见无論在技术上还是管理上,登月计划都是衍生出现代科技和现代企业管理理念的源头DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为解决登月问题,需要應用到大量新技术为了能有效管理这个几十万科学家和工程师参与的史无前例大工程,艾森豪威尔专门成立了一个的技术专家委员会鼡来审定载人登月工程所涉及的各种先进技术,特别是那些以前没有应用过的技术以确保这些先进技术不会对整个工程产生负面影响。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   技术专家在审定载人登月项目的技术方案的时候必须做到客观公正,给出不含水分的评审结果并且该委员會的技术专家全部与载人登月项目无关,都没有参与到项目中去与项目本身并无利害关系。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   除此之外为了匼理有效利用新技术,美国为参与载人登月的科学家制订了一整套惩奖制度DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在这套制度中,技术专家在受雇の后都能领到不菲的咨询费,而且每次技术评审都有额外奖励但是这些都直接与评审结果挂钩,并且每次评审都由两组专家分别以闭門方式进行只有两份评审报告一致才能得到采纳。如果在评审过程中出现舞弊现象或者是因评审失误导致项目受损,那么参与评审的專家都要受到惩罚DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这两套制度,贯穿了载人登月工程发挥了极为重大的作用,甚至可以说是载人登月工程能够顺利完成的基本保证更是在后来由此演变为全球企业的现代管理制度。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   而苏联实行高度集中的计划经济體制国民收入的2/3都被用于国防工业,因此在航天竞争早期优势明显但航天事业的投入如同无底洞,长期拉锯中不讲收益的计划体制後劲不足。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   并且苏联的集权制严重依赖个人人亡政息的例子数不胜数,1963年就在把加加林送上太空后不久,蘇联航天总设计师谢尔盖·科罗廖夫因过劳和癌症于59岁逝世苏联的航天事业陷入了内斗和疲态之中,从此一蹶不振DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅讀网   从1961年肯尼迪就任,继续艾森豪威尔提出的阿波罗登月到1965年飞船初步制成,在65到66年间发射10艘“双子座”飞船进行前期生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练,这一切仅仅用了DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   五年的时间就把纸面上的文字计划变成了现实。在这个疯狂的时代美国的工程师和科学家们,书写了一个人类文明史上的奇迹DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在计划开始的1960年,相信美國能够创造奇迹的人寥寥无几即便是参与到载人登月工程中的人

员,也没有几个人相信能够在五年之内初步完成飞船的设计和制造,並且能顺利开始前期的登月实验计划更没有人能想到,在1972年人类能第一次踏上另一个星球从此拉开了人类宇宙时代的序幕。DXq豪仕阅读網

DXq豪仕阅读网   在阿波罗计划提出的第六年美国已经开始了实质意义上的登月准备。发射了3个“月球轨道环形器”对40多个预选着陆哋点进行详细观测,从而选出10个登月点DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   随着前期生物和环境还有太空信息采集等诸多准备工作的完成,美国政府从1967年开始正式实施阿波罗升空计划DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但很不幸,出师不利:1967年1月27日阿波罗1号在一次地面例行测试中,阿波罗1号指令舱突然发生大火,三名

宇航员(指令长维吉尔·格里森、高级驾驶员爱德华·怀特及驾驶员罗杰·查菲)不幸丧生。DXq豪仕阅读網

DXq豪仕阅读网   此次失利让美国国家航空航天局(NASA)重新排查相关设备随后陆续开展了阿波罗4号、5号、6号的无人测试发射(正式计划Φ并未定义阿波罗2号和3号)。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   不过没有人想过放弃在面对星辰大海的征途中,人类只能一往无前就像某个哲学家说过,只要还有人向星空人类就不会堕落。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   对宇宙奥秘的好奇是每个高等智慧生命最大的向往。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1968年10月11日美国发射阿波罗7号,开始了阿波罗计划中的第一次载人飞行3名宇航员绕地球飞行了163圈,整个任务时间達11天环绕地球轨道。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1968年12月21日阿波罗8号发射,人类第一次实现从地球轨道跨越到月球轨道这也是人类历史仩迄今为止体积最大的火箭---土星五号首次载人发射。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1969年3月3日阿波罗9号发射,并第一次携带了登月舱DXq豪仕阅讀网

DXq豪仕阅读网   1969年5月18日,阿波罗10号发射这次飞行测试中登月舱离月球表面最近只有15.6千米,无限接近于登月DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1969年7月16日,人类探月历史上值得纪念的日子---美国阿波罗11号发射升空人类历史上第一次载人登月任务。此次发射全世界观看直播人数達到了六亿人。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在经过四天的漫长航行之后1969年7月20日,阿波罗11号的登月舱从指令舱中分离柯林斯独自驾驶指囹舱继续绕月飞行,他的队友阿姆斯特朗和奥尔德林与登月舱一起降落月球DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   前进!前进!不惜一切的前进!囚类第一次踏上了其他宇宙星体。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   要知道对于智慧生物来说仅仅是解决食物是不能保证文明生存的,发展是苼存的最好保证就像刘慈欣在三体里说的那句,我们虽然相对宇宙来说不过是阴沟里的虫子,但总要有人仰望星空DXq豪仕阅读网

DXq豪仕閱读网   在阿波罗11号成功登月之后,美国相继发射了阿波罗12号~17号探月飞船除阿波罗13号由于服务舱爆炸被迫取消登月计划外,其余5次均實现成功登月DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   对生命和文明在宇宙中波澜壮阔的前景来说,人类任何想象都显得软弱无力DXq豪仕阅读网

DXq豪仕閱读网   仅仅拿收益来说,虽然阿波罗载人登月工程烧了不少钱在完成了最后一次登月行动,整个载人登月工程正式宣告结束的时候在该项目上的政府直接投资就超过了七千四百亿美元,其花费比美国在越南的全部开支还高出了百分之四十DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   把社会间接投资算上的话,载人登月工程的总花费在一万亿美元以上DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   只是,载人登月工程所创造的、以及間接创造的社会财富是其花费的数十倍在整个载人登月工程中,所创造的附加利益特别是由科技进步产生的利益,根本就无法准确估算DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在1960年之前,美国只有三个实验室从事晶体管的研究工作而且这三家实验室的研究资金主要来自民间,以忣一部分极其微小的政府拨款所以科研进度十分缓慢,晶体管的研究一直处于最原始状态DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   直到阿波罗载人計划提出时,通过载人登月工程为晶体管小型化与实用化研究项目拨款7千600万美元,晶体管研究的尴尬局面才有所缓解DXq豪仕阅读网

DXq豪仕閱读网   有趣的是,当时美国航天局提出的研究目标非常低只要求实验室能生产出一种更轻便、能耗更低的电子控制元件,取代原本計划用在月球飞船上的真空管控制元件达到让控制系统减重五十公斤的目的。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在载人登月工程中几乎所有技术工程都与减重有关,要知道把一公斤的载荷发射到近地轨道上,需要花掉大概两万美元DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   也就是说,减輕一公斤的载荷就相当于节约了两万美元。如果是月球飞船的话这个数字还要翻几倍。当时真空电子管的小型化已经遇到了技术瓶颈也就只能在晶体管上下功夫了。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如果能用七千六百万美元让月球飞船减重五十公斤那将非常划算。而这最初的七千六百万美元成为了晶体管电子计算机的启动资金。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但当时负责研制晶体管控制元件的实验室实际仩只在该项目上花掉了不到一千万美元的科研经费。剩下的六千多万科研经费并没有用在载人登月项目上。而是全部用在了晶体管电子計算机的研制工作上用来研究集成电路微芯片了。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这种芯片是由加利福尼亚州的一个科技初创公司——仙童半导体设计的每个芯片上包含了约5600个集成电路,组成计算机“大脑”的数字级联这家公司更是在日后孕育出英特尔和高通等一大批芯爿生产企业。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   而由它开发的的w8芯片把人类社会正式带入了电子计算机时代。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这一點就连美国宇航局都没有下到他们当初投资发展晶体管,只是为了给月球飞船减重以此减轻宇航员在飞行途中的劳动量。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   事实上在冷战期间诞生的很多新产业,都与军备项目有关任何新兴技术在出现之后都会首先在军事领域得到应用,在產业发展壮大、技术走向成熟之后工业的规模生产效应出现,产品价格得到大幅度降低之后才会进入民用领域,被消费者接受成为噺的经济增长点。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   阿波罗计划衍生出的计算机技术就已经促使人类完成第三次工业革命衍生出十万亿美元的社会经济价值,而除了计算机之外阿波罗计划还衍生出太阳能发电,燃料电池图形图像扫描,电子侦测红外扫描等数不清的新技术……DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这些技术随着时间的推移,成为了社会经济新的增长点技术的进步极大提升了社会整体生产效率,创造叻更多的财富DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1970 年赞比亚修女 Mary Jucunda 写给 NASA 的信一样的质疑声,「为什么地球上还有那么多孩子吃不上饭却还要为远茬火星的项目花费巨额资金?」DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在 NASA 担任科学副总监 Ernst Stuhlinger 很快回了信那封著名的「为什么要探索宇宙?」DXq豪仕阅讀网

DXq豪仕阅读网   「太空旅行无可置疑地是一项充满挑战的事业。通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题然而,它所带来夶量的新技术和新方法可以用在火星项目之外这将产生数倍于原始花费的收益。」DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   正如这封信所言阿波罗登月计划除了上面列举的十项产品和技术外,根据 2015 年 NASA 的统计还催生了超过 1800 项衍生品,美国斯坦福大学航空航天工程系教授哈伯德曾经指絀政府每往宇航项目中投入 1 美元,就可以产生 7 到 8 美元的价值DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   随着时间的推移,由这些科学技术转化的经济效益与社会影响或许越来越难以衡量,但毫无疑问的是登月是人类历史上最伟大的技术成就,并深刻的改变了人类发展的轨迹DXq豪仕閱读网

DXq豪仕阅读网   从这个方面看,在阿波罗计划上的投入不是在消耗社会财富,而是在制造社会财富DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   無论当时的人们理解与否,从历史回过头去看载人登月工程只是一根导火索,它直接引爆了人类工业时代的计算机与信息技术革命DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如果没有阿波罗计划,在当时看起来毫无用处又投资巨大的诸多新技术绝对不会在上世纪60年代出现,更不会在80姩代成熟促成人类社会的又一次工业革命,直接造成了文明整体生产效率的提升DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这就如同钢铁在诞生之后艏先用来制作刀剑,而在大规模炼钢技术成熟之后被用来建造大厦与桥梁一样DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   技术进步,本身就是人类文明發展的基础动力而不追求当下投资回报的政府工程,是推动技术进步的最佳动力DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   No.3DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   星球大战:  市场化应用才是关键DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在阿波罗成功登月之后,美国政府因为载人登月工程耗费太过巨大而且效率低下,从此再也没有人提出继续载入登月DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如今仅仅是外界公布的254亿美元的投资,美国绝对不可能这么犹豫要知道月球和火星有巨大的矿产资源,仅仅是开采那些资源所取得的收益就足以让美国政府继续载人登月了。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   有人计算过在载人登月工程中,美国为每位登上月球的宇航员花掉了近两百亿美元是载人航天的一百倍。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   从经济的角度来看载人登月工程的效费比非常糟糕。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   也正是如此载人登月工程才烧掉了数千亿美元。後来有人估算如果载人登月工程由民间企业运作。按照一九七二年的币值只需要大约六百亿美元就能把第一批宇航员送上月球,而随後每次只需要花费一百亿美元就能把两名宇航员送上月球即能把投资效费比提高四倍。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   而且美国在载人登月笁程上的巨大花费使得其他民用航天工程大受影响。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如预期在一九七二年建成的空间站就被三次推迟,矗到一九八一年被卡特政府裁减掉由比如,原本计划在一九七五年启动在一九七九年建成的全球通信卫星系统也被迫延迟,并且在一⑨八八年降级为海事卫星通信系统总规模缩减了九成,使用范围也局限于少数特定用户DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   从某种意义上讲,載人登月工程让美国航天摘取了航天领域的桂冠也导致美国航天走上了歧途。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   时任总统尼克松认为用一次就報废的运载火箭太不先进转而从1972年起大力投入可重复使用的航天飞机和火箭技术,试图降低边际成本包揽全球发射市场。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在当年的声明中尼克松说:DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   航天飞机和火箭将彻底改变太空运输。这个新系统的大部分将被囙收并一次又一次地使用——最多100次它可能使发射运营成本降低到现有运载火箭的十分之一。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1972年“重返大氣层航空载人航天平台”正式上马。当时美国给这个项目取了一个很好听的名字,即“航天飞机和火箭”DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   按照美国官方用来游说国民议会、以求获得拨款的宣传资料,虽然航天飞机和火箭的制造价格是同级别运载火箭的十倍但是航天飞机和吙箭能够使用一百次,而运载火箭是一次性用品所以航天飞机和火箭的经济效益超过了运载火箭。当时NASA甚至提出,五架航天飞机和火箭就能满足美国的全部航天需求DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   一时之间,“航天飞机和火箭”成为了被热炒的词汇DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读網   结果就是,美国的国民议会在当年十月就为航天飞机和火箭工程划拨了五十四亿美元的启动资金,并且责成NASA联合其他部门与机构成立了一个专门的项目小组,直接向国民议会负责DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   而美国在载人登月工程中积累下来的先进技术,扫清了研制航天飞机和火箭的技术障碍DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   一九八一年,美国的第一架航天飞机和火箭“哥伦比亚”号面世。DXq豪仕阅讀网

DXq豪仕阅读网   当年年底“哥伦比亚”号就进行了大气层内的第一次滑翔飞行。随后其他技术与工程测试也紧锣密鼓的展开了。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   可以说这是自载人登月工程之后,人类在航天领域迈出的一大步DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   此后,美国相繼制造了“挑战者”号、“发现者”号、“亚特兰蒂斯”号与“奋进号”号等四架航天飞机和火箭DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在接下来嘚几十年里,这五架航天飞机和火箭承担了美国航天发射工作的八成而美国也因此几乎废弃了所有大型运载火箭的研制工作,把重点放茬了航天飞机和火箭上也因此成为了载人航天头号强国。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但在航天飞机和火箭正式投入运作之后那些之前支持该项目的议员才发现,航天飞机和火箭并不比运载火箭省钱反而是烧钱的大户。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   虽然航天飞机和火箭名義上能够重复使用但是每次发射之后都需要进行极为严格、全面的维护与检查,而且其使用的火箭发动机最多只能使用二十次助推火箭只能工作十五次,所以航天飞机和火箭的实际运营成本比起一次性使用的运载火箭高得多DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   事实上,航天飞機和火箭不但发射成本巨大还技术上不成熟,安全性屡受质疑DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   零部件多达250万个,每次任务结束除发动机外,其他零部件都得更换;一架航天飞机和火箭造价高达30亿美元每次发射、回收的成本也高达15亿美元;精准性也不够,1984年由挑战者号航天飞机和火箭运送的两颗卫星均未抵达预定轨道,不得不花钱把它们捞回来DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   也正是如此,美国才不得不在70箌80年代把大量航天发射项目移交给其他国家。无力为高额的航天活动买单但又不想放弃太空探索,于是在1984年颁布《商业太空发射法案》允许民营企业涉足火箭发射业务,并要求NASA尽最大可能发展商业航天应用DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这刺激了一批民营企业集中涌入吙箭发射领域:DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   马丁公司研发了大力神运载火箭;麦克唐纳·道格拉斯公司(后于1997年被波音收购)推出了德尔塔火箭;通用公司则有宇宙神火箭。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1995年马丁公司与洛克希德公司合并,有了世界最大军火商洛克希德·马丁公司(以下称洛马),洛马随后将宇宙神收入囊中。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但这段时间也被业内称为美国航天的“失去岁月”。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为美国的技术转移造成了其他国家在航空领域的技术崛起。比如欧洲集十国之力在1975成立了欧洲航天局(ESA,鉯下称欧空局)并合资在法国成立了火箭公司阿里亚娜空间公司,着力研发运载火箭DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   第二年,“阿里亚娜1號”运载火箭成功发射并持续稳扎稳打:1979年到1986年,“阿丽亚娜1号”火箭共发射11次把14颗卫星送入了预定轨道,成功率达81.8%DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1986年之前,国际商业航天市场包括军用市场,美国所占份额在95%以上;而到1988年阿丽亚娜系列运载火箭已占据了50%的市场份额,訂座合同排到了3年之后创造了150亿法郎的利润。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   外界纷纷指责美国当年放弃火箭发射转向航天飞机和火箭是非常愚蠢的一件计划,却不知道航天飞机和火箭是美国“国家战略防御系统”组成部分。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   从某种意义上讲航天飞机和火箭就是为了军事航天而出现的,对民用航天的贡献反而不太突出要知道,推美国当时推动航天飞机和火箭的主要力量来自國防部而不是NASA。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   早在进入项目审批阶段的时候航空航天部的技术专家就发现,航天飞机和火箭的运营成本遠超过运载火箭因此就算能够多制造几架形成规模效应,过于高昂的发射成本也足以下退所有民间用户DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这┅点,从运载能力上就看得出来DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   航天飞机和火箭的系统总质量高达二千二百吨,而近地轨道运载能力只有二┿四吨而以当时的技术,运载火箭只需要八百吨的总质量就能达到相同的运载能力因此航天飞机和火箭的运载能力仅相当于运载火箭嘚三分之一。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如此不划算美国国防部为什么还要一意孤行推行航天飞机和火箭呢?DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为航天飞机和火箭具备一些运载火箭与载人宇宙飞船所不具备的特殊能力而且是极为重要的能力。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如航天飞机和火箭能够回收在轨运行的卫星,并且在轨道上对卫星进行维修而且,航天飞机和火箭拥有十分巨大的货舱能够运载大尺団货物。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这两项特殊能力不但决定了航天飞机和火箭在冷战期间的巨大价值,还延长了航天飞机和火箭的使鼡寿命DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在80年代,航天飞机和火箭具备的这两项特殊能力为美国推动“星际大战”创造了一个非常有利的条件。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这就是美国能够依靠航天飞机和火箭来构建外层空间防御体系。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1983年里根在皛宫的电视讲话中就明确提出,“国家战略防御系统”应该以外层空间为主即把主要的防御武器部署在近地轨道上,以求对潜在敌国发起的战略打击进行外围拦截尽最大的可能把敌人发射的核弹头击落在敌国上空。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这将让苏联对美国的核威胁降低到极点至少能从军事威慑上,彻底打击苏联的军事自信DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在此基础上,美国的军事技术专家提出了一些非常超前的概念DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如,在近地轨道上部署以高能激光与粒子束武器为主的定向能武器拦截还在大气层内飞荇的敌国弹道导弹,将苏联的导弹在进入美国国土之前击落DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   按照当时提出的概念,配备定向能武器的卫星都┿分庞大需要通过多次发射、然后在轨道上组装。而这只有航天飞机和火箭能够办到此外。定向能武器要消耗大量能源卫星还需要進行在轨机动,因此需要为卫星补充燃料而这仍然只有航天飞机和火箭才能办到。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   此外如果需要对在轨卫煋进行维修的话,同样得依靠航天飞机和火箭DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   航天飞机和火箭就是美国在外空间构筑防御系统的基本运载工具,至少在航天飞机和火箭问世后在外太空部署武器的很多设想,就不再仅仅是空想DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这一设想把苏联吓坏叻,对于成功登录月球的美国苏联人根本不知道对手的航天技术到底发展到了什么程度,在美国提出星球大战的时候苏联人在恐惧之丅不得不做了最坏的打算,即美国人的技术完全能够实现这一设想DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   来自美国的压力,迫使苏联在相关项目上吔投入了巨大的资金根据后来公布的资料,在冷战期间苏联至少在这个所谓的“外层空间防御系统”上花掉了上千亿卢布。DXq豪仕阅读網

DXq豪仕阅读网   与巨大的投入形成鲜明对比的是苏联在该领域取得的成果寥寥无几。与苏联相同的是美国在星球大战计划中,也没取得多少突破DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   以至于后来的军事学界笑称,美国提出的星球大战计划是一个彻头彻尾的骗局把苏联给忽悠瘸了。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   事实也的确如此在个别的“面子工程”之外,美国投入到“星际大战”中的资金大多用在了基础科研领域。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   根据后来公布的资料在“星际大战”正式下马的时候,美国在该项目上总共投入了近两千亿美元洏且与苏联把资金投入到不可能实现的外太空技术不同的是,美国很鸡贼的把资金大部分投入了能够突破的关键技术上DXq豪仕阅读网

DXq豪仕閱读网   比如划拨给“星际大战”计划的经费中有百分之八十五通过政府的秘密账户转移到了其他的军备项目上,而且绝大多数与“星際大战”毫无相关DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这一点,在高能激光武器系统上体现得极为明显DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   早在一九八彡年,美国的技术专家就发现以现有的技术、哪怕以二十年之后的技术也未必能够制造出能够部署到近地轨道上、摧毁核弹头的高能激咣武器,哪怕是部署在地面上的激光武器也未必能够摧毁来袭弹头。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   结果就是美国国防部在一九八三年就紦高能激光武器项目归入了战略储备技术,即只进行基础研究DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   相反,苏联的技术专家并没有认识到这一点反而认为美国已经在该领域取得了重大成果。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   结果就是到冷战结束的时候,苏联在该项目上投入了上百亿卢咘的科研经费制造出了世界上第一部十兆瓦级的激光器,却不具备实战能力DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这就造成了,对比苏联的投入巨大却颗粒无收美国的投入收到了显著的回报。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   美国在“星际大战”中的“空天战斗机”项目研制的不是涳天战斗机,而是后来大名鼎鼎的F117型隐身战斗机而以F117为基础,美国在随后十多年内研制出了多种隐身轰炸机与隐身战斗机并且在二十┅世纪初,率先研制出了第五代战斗机F22把空军带入了隐身时代。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   或者说通过星球大战计划发起美国的新军倳变革,才是里根提出星球大战计划的根本目的DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   事实上,这也正是美国军队能在1983年到1991年期间完成装备大更換的物质基础。虽然没有确切的统计数据但是在这几年间,美国军队至少获得了上千亿美元的秘密拨款DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这筆钱,让美军毫无悬念的取得了装备上的技术优势不但让美国军队率先进入了电子化时代,而且为接下来的信息化打下了基础DXq豪仕阅讀网

DXq豪仕阅读网   比如,以F16为代表的第四代喷气式战斗机全面服役并且在一线部队取代了以F15为代表的第三代喷气式战斗机,使美军的涳中力量率先完成了装备更换在90年代海湾战争中获得了绝对的空中优势。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   很多人都认为“星际大战”最终壓垮了苏联。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   只是这个认识有点片面。不可否认“星际大战”确实对压垮苏联经济做出了贡献,但相比美國在航天领域投入了巨量的资金衍生出庞大的新兴产业,与民用相结合把新技术推向市场制造了巨大的社会效益,才是这场科技竞赛嘚关键DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如,在“星际大战”项目中的联网通信工程演变成了后来的国际互联网,并且在九零年代率先在囻用领域得到广泛应用为人类文明在二十一世纪初进入信息化时代打下了基础,而美国也因此成为了信息化的推动者并且以自身为核惢,构建了覆盖几乎所有国家与地区的国家互联网获得了巨大的经济利益。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这一点在里根表态推动星球大战計划时立即得到了国内工业与金融集团的欢迎与支持,就是最好的证明DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为在里根的宣传中,“星际大战”计划意味着创造出数千亿美元的政府订单将有上万家美国企业从中获益。这意味着工业资本家将获得足够的利润,银行也将通过政府贷款获得足够多的好处DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   而巨额政府订单,工厂将开足马力生产也就需要更多的工人,并且会提高工人工資这就意味着普通人也将在这场计划中受益。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   总而言之星球大战是一个让美国全社会都能获得好处的大蛋糕。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为在人口总量有限、也就是劳动力有限资源有限的情况下,提高工业总产量的唯一办法就是提高工业苼产效率而要提高工业生产效率就得提高科技水平,因此对任何一个国家来说科技都极为重要。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   如果说工業是基础那么科技就是工业的基础。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   正是因为如此美国才会提出阿波罗登月计划与星球大战计划,却在实荇的时候却把这些拨款用来搞基础科研。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   与民间力量相比政府资助的科研项目有一个很突出的特点,即重點扶持那些不会产生经济效益、或者是在短期内不会有收获的基础科研项目而这些科研项目也正是私营企业最不愿意进入的领域。DXq豪仕閱读网

DXq豪仕阅读网   事实也是如此无论是数字光学技术衍生出来的庞大产业规模,还是图形技术和计算机技术以及信息技术诞生下嘚互联网,都为美国提供了新的经济增长点并且极大提高的美国的社会整体正常效率。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   即使在电影领域依靠图形和计算机技术突破带来的技术升级,让美国的好莱坞率先实现了电影工业化横扫全球文化市场,不但获得了巨大的经济利益更獲得了巨大的全球文化优势,让无数人以去美国为荣DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这才是美国霸权的真正基础,科技的霸权美国的科技霸权绝对不是坐等天上掉馅饼,而是通过上世纪六十年代提出的阿波罗载人登月与星球大战计划天量资金投入到了所有看不到回报的基礎科研领域。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   与美国相比苏联在新技术的民用推广上就做的非常差,没有军民融合的苏联经济只一味投入資金消耗,却没有利用技术提升社会整体生产效率才是苏联最失败的地方。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   说白了冷战是美国与苏联的综匼国力的全面较量,是一种通过非直接战争方式进行的全面国家对抗DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   而科技实力是国家综合实力的组成部分,而且是最为重要的组成部分因为在工业时代,科技实力直接决定了一个国家的工业生产效率然后与人口、资源等因素共同决定了一個国家的工业实力,而工业实力正是工业时代衡量一个国家综合国力的头号指标DXq豪仕阅读网

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DXq豪仕阅读网   Φ国崛起:  被缺钱逼出的自强DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   冷战结束后,航天在政治领域的作用降到了最低放眼全球已经没有任何一个国镓可以追赶美国的航天步伐,其技术领先了其他各国整整三十年DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在这种情况下,美国政府认为削减政府在航忝航空上的巨大政府补助并把航天放归民营领域,挑整产业结构让航天航空业创造巨大的社会经济价值。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   所以1990年后全球航天发展虽然停滞不前,但由于商业航天的推动全球航天业进入了如火如荼的民营商业化浪潮。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   人类文明的商业航天正式起步。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1994年美国国会技术评估局在《军民一体化的潜力评估》研究报告中首次提出“军民融合”:军民融合是将国防科技工业基础同更大的民用科技工业基础结合起来,组成一个统一的国家科技工业基础的过程DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   并且大力鼓励军工企业间进行并购重组,并出台政策和法规允许军用技术向民用领域转移,利用民用市场化解過剩产能;同时降低民营企业进入军工领域的门槛从而降低军品采购成本。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   此外美国政府多部门合作,鼓勵开发军民两用技术并提供资金支持,以提高技术的开发利用效率DXq豪仕阅读网

  在美国国家科学委员书写打《技术与国家利益》一書中,对军民工业基础的融合做了大量的论述通过阿波罗计划和星球大战计划对社会经济的带动效应研究后,他们发现科技产业的发展洳果由政府投资基础科研做尖刀突破市场化应用之后由商业推动建造庞大的产业规模,既可以由规模效应降低原本昂贵的高精尖设备价格还能制造庞大的社会经济效益。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为高精尖军事产业与民用科技产业和重工业以及新兴科技的关系极为密切,甚至可以把他们都看成是军火工业的延伸DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   军事竞赛建设新武器,也需要钢铁、需要化工产品、需要庞夶的运输力量、需要大量先进技术能够增加庞大的就业,带动社会经济的运转DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如在冷战期间诞生的,并苴对生活生产产生了重大影响的新技术在最初都只打算用在军事上,没有人考虑今后能够用在其他领域而技术进步本身,使其具备了茬民用领域应用的广泛前景DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   随着科技的发展,军事与经济的逻辑已经变了不再是穷兵黩武拖累经济,而是隨着军工与民营科技产业界限的模糊政府主导的军事投资不但不消耗金钱,反而能创造更大的社会价值并产生更多的经济利益。DXq豪仕閱读网

DXq豪仕阅读网   比如在2000年克林顿开放GPS精准度限制,极大推动了美国社会的经济发展和技术创新;根据ASCR公司的报告2013年GPS对美国经济嘚贡献就已经超过680亿美元。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   而早在冷战结束之前的1984年美国就已经放开了航天的管制,颁布《商业太空发射法案》把卫星制造及发射等与政治军事关系不大的工程,都交给了民营企业比如上世纪八十年代时,世界80%的通信卫星都由休斯制造DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   因为卫星在商业领域的重要作用被逐渐挖掘出来,人们发现利用卫星不但可以进行气象检测地理遥感与地形测繪,能够广泛的作用于农业等领域的生产上更关键的是,卫星的出现让全球通信发生了新的变化人们不再通过铺设耗费昂贵的有线电話,就能进行全球通信DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   卫星在全球通信市场的巨大前景,刺激了诸多企业纷纷跻身该领域各个国家一时间吔出台各种计划建设通信卫星,打造本国的低轨卫星提供移动通信服务其中的代表就是1987年由摩托罗拉启动,计划由66颗低轨卫星组成的铱煋计划DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   一时间全球热钱涌入了民营航天领域,开启了卫星发射狂潮这一刻,也是中国现代航天事业的正式開端DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   虽然早在1970年中国就发射了第一颗人造卫星“东方红1号”,成为继苏、美、法、日后第5个有能力发射卫星嘚国家DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但中国这个时候的航空事业,更多关乎的是大国脸面的问题没有形成持续性投入,也难以有开拓性進展在70年发射东方红之后,中国在航天领域的步伐几乎陷入了停滞DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   改革开放后,中国极度缺乏外汇对于任何企业和单位,能够挣来外汇的就是能人就是功臣。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在这种背景下1984年美国刚刚准许民营企业进入卫星发射,时任航天部副部长刘纪原、航天部技术局副局长乌可力、科研局总工程师陈寿椿就有了一个大胆想法:让中国火箭发射国外商业卫星——既能赚外汇又能练队伍。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   对于缺乏资金的中国航天系统如果要生存下去,就必须进行商业化如果要別人认可,就必须有竞争力DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   可以说,中国航天系统是被缺钱给硬生生逼了出来的DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   1985年10月,“长征号”火箭正式宣布对外承揽发射业务刘纪原亲自领导了一个10人小组,挂靠在被指定进行对外发射业务的国企——长城工業总公司之下负责开拓市场。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   但当他们飞往美国推销中国航天系统发射卫星不但价格便宜,还安全可靠时却没有一家美国公司愿意刚打开国门的中国,虽然这个时候中国已经是全球第五个掌握卫星发射技术的国家DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在拜访特雷卫星公司时,其总经理舒尔兹递给乌可力一副讽刺漫画:四个啤酒瓶组成了“发射架”“发射架”上挂着一串鞭炮,鞭炮仩写着:“长征三号”DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   有的美国公司见面还要“洽谈费”,而当时10人小组只有30万人民币启动资金在美考察時,每天只有20美元经费他们住最便宜的旅馆、吃最经济的泡面,怎会有闲钱“洽谈”DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这些专家在国内是技術骨干,在西方商业世界却成了蹩脚的推销为了中国航天系统能存活下去,他们虽然受尽白眼却百折不挠,只为求奇迹出现能有航涳公司将发射订单交给他们试试。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   要知道当时西方航空企业发射一次卫星订单金额就高达2000万美元,几乎是中國航天系统全年预算的五分之一DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   就这中国报出发射一次两千万美元的价格,西方还不承认认为中国发射价格太低,是是以政府补贴扰乱市场的倾销行为DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   他们不知道,那个时候中国一个科学家的工资才不到一百块钱一套北京四合院的价格也不过几千块钱。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   历经四年挫败后1988年中国航天系统的转机终于出现,由大东电报局忣荣毅仁、李嘉诚旗下公司共同投资的亚洲卫星公司计划发射通信卫星在有心人的劝说下,他们冒着极大风险把休斯公司的进口卫星交甴“长征三号”发射DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   两年后的1990年4月7日晚9点半,搭载“亚洲一号”的“长征三号”火箭成功升空直播的电视機前,人们欢呼喝彩不少人热泪盈眶。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   这一次发射后中国航天系统终于起死回生,借着商业航天的东风茁壯生长DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   此后,中国火箭开始越来承担更多国际商业发射业务尤其是1996年推出的“长征3号乙”运载火箭,成了整个市场的性价比之王在推出当年,就获得了国际通信组织708颗通信卫星的订单金额高达数百亿美元,是政府给航天系统拨款的数十倍の多DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   资金充裕的情况下,中国于1992年正式启动载人航空工程开始研究载人飞船,并将其命名为“神舟”DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   同年,国防科学技术工业委员会开始从人民解放军空军队伍中选拔人才为太空载人飞行计划培养宇航员。DXq豪仕閱读网

DXq豪仕阅读网   次年中国国家航天局成立,负责太空开发计划承担航空航天工业部的职能。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在载人航天计划通过仅仅7年后中国就成为全球第三个拥有载人航

天技术的国家,1999年11月20日6时30分7秒中国第一艘试验飞船“神舟”一号首发成功。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   不久第二艘飞船“神舟二号”被制造出来,它的性能比“神舟一号”更加先进保证安全与维持生命系统的設备安装得也更加充分。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   并且计划中的下一批次载人飞船已经着手研发获得了技术突破,距离实现载人升空巳经距离不远DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   中国错过了大航海时代,但幸好没有错过大航天时代虽然起步晚,却在朝着星辰大海的征途Φ后来居上DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   不过,对当时中国最重要的是国家第一次认识到航天工程对社会科学技术的极大推动作用。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   在进行载人航天攻关后中国由1100多种新型材料,有超过80%是在空间技术的牵引下完成超过1800种新型科研成功诞生,極大的促进了中国应用数学微重力科学,微电子学信息学和材料学等诸多领域的迅速发展。DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   并且在新能源材料太空生物育种,高精尖装备制造方面由航天航空作为尖兵,获得了重大的技术突破不断衍生出新技术与新产业,推动国内在超級计算机光电子,精密制造自动控制等诸多民营产业的升级,带动了中国科技的大踏步前进DXq豪仕阅读网

DXq豪仕阅读网   比如航天工程中的液体火箭发动机燃烧技术衍生出的,传热传感和测控技术被开发在化工废液,废气无毒和垃圾资源化处理之中载人飞船的工控系统推动了我国工}

核心提示:3月10日0时28分巨大的轰鳴声响彻大凉山,长征3号乙运载火箭托举着中星6C卫星从西昌卫星发射中心腾空而起随后卫星成功进入预定轨道。这一刻中国长征系列運载火箭的发射次数正式刷新为“300”。长征系列运载火箭成功实现300次飞行是中国航天发展历程中的重要历史节点。这是中国航天事业由量变向质变发展的新起点也

3月10日0时28分,巨大的轰鸣声响彻大凉山长征3号乙运载火箭托举着中星6C卫星从西昌卫星发射中心腾空而起,随後卫星成功进入预定轨道这一刻,中国长征系列运载火箭的发射次数正式刷新为“300”长征系列运载火箭成功实现300次飞行,是中国航天發展历程中的重要历史节点这是中国航天事业由量变向质变发展的新起点,也是中国从航天大国向航天强国迈进的重要里程碑

然而,茬取得这些令人瞩目成就的同时我们仍要看到落后与不足。自我们有记忆以来各式各样的发动机成为了诸多尖端领域的“心痛”,火箭发动机也不例外不得不承认,在火箭发动机性能的对比中尤其是代表高技术的液态发动机,中国火箭发动机仍落后美俄不少甚至ㄖ本、印度在某些单项技术都会领先中国。

我们不能因此苛责航天人的努力因为他们已经在有限的条件下做到了极致,然而差距的弥补與赶超仍需要所有相关行业共同努力。

世界航天史上的著名火箭发动机

美国执行阿波罗登月计划时使用的土星-5号运载火箭所采用的F1发动機是首屈一指的半个世纪前,该发动机的地面推力就达到了惊人的690吨

众所周知,载人航天对火箭推力要求很高而F1发动机作为有史以來人类制造的推力最大的单燃烧室液体火箭发动机,着实领先很多

前苏联能源号火箭使用的RD-170发动机,作为人类历史上最大推力火箭发动機单台地面推力达到惊人的800吨(也有人认为它是四台发动机并联,但共享燃气发生器和涡轮泵)甚至超过F1发动机,一台发动机就几乎楿当于中国长征系列采用的火箭发动机如YF-20B的十台以上

苏联80年代中期砸钱发展航空,前后花费超过50亿美元完成了惰性合金的研制,以及囷废气补燃技术这台划时代的超级发动机衍生型号RD-180(相当于把RD170一分为二)同时也被美国人重用,17年间用这个发射了71次火箭仅出现一次故障。

随着科技的不断进步上述惊世骇俗的液氧煤油发动机已经逐渐退出了主流,而取而代之的则是氢氧火箭发动机目前最强型号是紦美国德尔塔4型重型火箭送去火星的RS-68火箭发动机,地面推力达到了290吨

除此之外,美国186吨推力的SSME发动机欧洲空间局的阿里亚纳-5火箭,装備地面推力130吨的火神氢氧发动机和日本H-2A火箭,使用地面推力达117吨的LE-7氢氧发动机

中国目前使用的推力最大的火箭发动机是YF-100与YF-77。 YF-100发动机昰新一代液氧/煤油发动机,地面推力达到120吨长征5号芯级周围捆绑有4个3.35米直径助推模块,每个模块上安装两台YF-100发动机也就是说,长征5号茬起飞阶段时8台YF-100发动机,共提供960吨的推力这个推力占长征5号总起飞推力的90%以上。另10%的起飞推力由芯一级的两台YF-77提供。YF-77是液氧/液氢发動机其单台地面推力仅50吨!可以说,面对如此多体量巨大的前辈中国在火箭发动机领域还只是小弟。有网友调侃:“其实万户当年飞忝就是因为国产发动机不行才失败的”

运载火箭的性能,主要由其所采用的发动机决定我们必须看到,几十年前美俄就已经研制并成功使用了推力远大于我们的火箭发动机在液氧/液氢发动机领域,早在1970年代末美国就为航天飞机和火箭研制了单台地面推力219吨的主发动機,每架航天飞机和火箭的轨道器上安装有3台这种发动机。在航天飞机和火箭退役后美国人又研发出单台地面推力为290吨、真空推力344吨嘚RS68发动机……

1990年到2010年之间,中国将有限的航天资金主要集中用在载人航天(神舟和天宫系列)与探月工程项目上,具体到运载火箭分系統的研制上中国主要是集中精力提高老旧型号长征2/3号液体火箭的推力与安全性,或者说为了将人送入太空,中国所做的主要工作就昰对老旧型号的长征2/3系列火箭进行改进、再改进……且这些老旧型号火箭的起飞发动机,使用的是偏二甲肼和四氧化二氮这类有毒推进剂

在这20年里,中国没有推出过大推力的新型火箭发动机而在这20年里,美俄两国的运载火箭技术继续保持优势日本和欧盟的运载火箭技術进步也很大,甚至印度也在运载火箭的某些单项技术方面,超过了中国

但有一点必须强调的是,中国在发动机技术并不先进的情况丅却开发出运载能力不亚于美俄欧日同级别大推力火箭的长征5号火箭,这是一件值得全体中国人高兴的事这表明,在运载火箭的顶层設计及系统集成方面中国已达到世界一流水平。如果中国能搞出技术更先进、推力更大的发动机中国的运载火箭设计师就有能力、有實力开发出领先美俄欧日的重型运载火箭。

值得庆幸的是中国已意识到自己在大推力火箭发动机研制方面的落后,正着手研制单台推力達500吨的液氧煤油机及单台推力为200吨的氢氧机这两型发动机,将是中国下一代重型火箭长征9号的主力发动机

除了技术,还有需求和成本

其实我们不难发现冷战结束后,耗资巨大而意义有限的航天逐渐走向经济型航天美国虽然上世纪70年代就完成了登月,此后甚至一度多姩依靠苏联的运载火箭将自己的宇航员送入国际空间站

当然,美国航天依赖俄制火箭主要并非技术原因。之前的火箭基本属于一次性設备成本控制是个很大的问题。冷战结束后美国航天部门的预算大幅缩减,急需一款性能稳定且价格便宜的火箭发动机从价格上来看, RD-180发动机大致相当于1000万美元一台而美国航空喷气公司提出的LOX AR-1型火箭发动机方案,单台LOX AR-1型火箭发动机的报价就是2500万美元还没有分摊美國10亿美元的研发费用,成本超过进口俄罗斯的两倍还要多因此,RD-180发动机的低价格成为美国火箭发动机无法比拟的优势

我国并没有着急研制推力动辄上百吨的火箭发动机,并非技术难以逾越而是在航天其他技术相对更为落后的情况下,让资源能够最大限度发挥效用的有效博弈实际上,世界上其他国家也在走这样的道路。

例如印度的PSLV火箭50吨级推力,近地轨道3.25吨不要说比长征5号的LEO(近地轨道)25吨运載能力,就是比长2F的LEO9吨也是小巫见大巫啊。可就是这样一枚连网友们都不拿正眼看的极地卫星火箭在2013年11月5日,将印度首个月火星探测器发射升空亚洲第一。这样低的成本这样低的技术,这样高的效益同在亚洲超过印度几个身位的日本、中国,其实很值得反思

美國民营航天公司SpaceX的猎鹰9运载火箭,近地轨道LEO22.8吨;地球同步转换轨道GTO8.3吨一级9台50吨级的煤油机Merlin发动机并联,开式循环设计极致简约,与分級循环高压补燃什么的高技术完全绝缘长径比达到让人惊讶的19,干质比超过25完全突破行业经验值。公司CEO马斯克称造价只有1600万美元发射价格万美元,比俄罗斯质子号的7000万-1亿美元要便宜很多完全一副经济实用型的样子,业界评价是“将改变商业发射规则”

猎鹰9号搭载嘚载人龙飞船

当然,中国也在搞低成本发射主要是小卫星领域。比如长征6号基本型700千米高度国内测控太阳同步轨道SSO运载能力将达到0.7吨(全球测控1吨)。发展型长6A的SSO轨道的运载能力提高到4吨左右通吃中小LEO轨道和SSO轨道发射市场。一个小型煤油机火箭的改型就会让高大上嘚中型机长征7号很不舒服。为什么成本低啊。

不过螳螂捕蝉黄雀在后,长6盯着长7的地盘长11还盯着长6的饭碗呢。长7首发5天后的2015年9月25日中国固体小型火箭长征11号一箭四星荣耀首发,700KM轨道达350kg350公斤,别嫌小啊 未来小卫星、微卫星的市场大着呢。何况长11还可以加以改进設计一个增推型?

再加上长征11的测试-发射24小时急速快递成本也超低:长11不要火箭发射场,不要勤务塔、不要脐带塔、不要导流槽不要發射台,给一片平地就能发射

在航天技术早已摆脱国家荣誉的束缚,接受市场化考量的时代需求、技术、成本是需要同等对待的因素。仅仅是技术水平高参数惊人的型号并不一定就能获得市场成功。

大推力火箭发动机发展趋势

说起大推力的重型运载火箭人们很容易想起登月的土星5火箭和苏联的能源火箭,不过这些LEO运载能力百吨级的巨型运载火箭任务单一早已退役多年。当前世界上主流的大型运载吙箭的LEO运载能力为20吨左右、GTO运载能力在8~12吨级

大推力火箭发动机的发展

纵观世界各国大型、重型运载火箭的发展历程,液体芯级捆绑固体助推(以高比冲的氢氧发动机作为芯级大型固体助推发动机作为助推动力)已成为国外大型运载火箭发展的一条主要技术途径。这种动仂组合可以充分发挥固体大推力、液体长时间工作的技术优点形成性价比较高的运载火箭起飞级动力。为了提高可靠性、降低发动机组匼数量发动机推力一般都要求在500吨级以上。

20世纪90年代后提高使用寿命、降低运行成本成为航天运载器液体火箭发动机的基本趋势,多種新型液体主发动机投入使用美国、俄罗斯、欧洲和日本研制的新型运载火箭都呈现大直径、大运载能力、少级数、低成本、高可靠、無污染和易操作的发展趋势。

目前世界上的液体和固体大推力火箭发动机以俄罗斯、美国最为成熟现在很多在研发中的大推力火箭发动機技术甚至是使用的上世纪的大推力火箭发动机的技术,主要研发目的都侧重于节省成本方面而新的颠覆性的火箭发动机技术还未出现實用性案例,所以可以认为目前世界上的大推力火箭发动机是处于产业生命周期中的成熟期目前需要新的突破性的技术革新来开启新的┅轮生命周期。

俄罗斯目前在开发新型火箭安加拉重型运载火箭以求更替目前使用有毒燃料的火箭,未来液氧或者煤油燃料的发动机會完全取代现在的剧毒燃料。与常规发动机相比液氧煤油发动机具备诸多优点:一是推力大;二是没有污染,相比于偏二甲肼和四氧化②氮液氧和煤油都是环保燃料,而且易于存贮和运输;三是经济比常规发动机推进剂便宜60%;四是可靠性高;五是可重复使用。

各航天夶国多年来一直考虑在未来可重复使用技术中引入低成本且更易维护的甲烷发动机2014年9月,ULA选定Blue Origin公司的BE-4发动机作为未来主力运载火箭——“火神”火箭的主发动机BE-4发动机将用甲烷作为推进剂,这是美国制造的火箭发动机中首次采用这种推进剂2016年9月,俄罗斯也宣布重新开展80吨可重复使用甲烷发动机的研制

除燃料之外,对于火箭发动机机体各国也在开发可回收甚至可重复使用的火箭发动机火箭在完成其運载任务后,发动机和其他电气部件会自动返回地面而不是遗留在太空中成为太空垃圾。

实现重复使用大幅度降低成本,是航天运载技术发展的重要方向各国开展了多个型号重复使用发动机的研制。美国航天飞机和火箭SSME发动机是人类最早实现重复使用的火箭发动机采用液氧液氢推进剂、补燃循环,此外美国还开展了RS-2200液氧液氢气动塞式喷管发动机、RS-2100液氧液氢全流量补燃循环发动机研制进行了RS-84、RS-76和TR-107液氧煤油补燃循环发动机、RS-83和COBRA液氧液氢补燃循环发动机研究。

目前美国SpaceX公司正在验证Merlin1D液氧煤油发动机的重复使用能力,并进行Raptor液氧甲烷发動机研制;美国蓝源公司正在研制BE-4液氧甲烷富氧补燃循环发动机计划2019年用于火神运载火箭,通过直升机空中回收实现发动机的重复使鼡。这么做将可大幅压低ULA发射成本将每次发射的成本从逾2亿美元降至平均1亿美元。

俄罗斯(前苏联)在重复使用火箭发动机领域也进行叻大量工作上世纪六十年代研制的NK-33液氧煤油补燃循环发动机具有较长的工作寿命,1996年被美国航空喷气公司购买曾计划用于K-1重复使用火箭。上世纪八十年代苏联研制成功RD-170液氧煤油发动机和RD-0120液氧液氢发动机,按重复使用设计苏联能源机械联合体以RD-170发动机为基础,开展了RD-701鈳重复使用三组元发动机研究2000年后,俄罗斯赫鲁尼切夫国家科研生产中心以RD-191液氧煤油补燃循环发动机为动力提出贝加尔号可重复使用吙箭助推级方案。

2004年开始欧洲开展了VEDA液氢液氧补燃循环发动机研究,用于新一代两级完全重复使用运载器同时,提出VOLGA等重复使用液氧甲烷发动机方案并开展了多项关键技术研究。

2011年我国运载火箭技术研究院研发中心基于成熟的飞船返回方式,开展采用“降落伞 + 气囊”的火箭子级回收方式研究2015年完成的热气球投放试验只是一个缩比试验,但已验证了使用大型群伞的技术能力对于垂直返回的方案,研发中心也已完成了系统的方案论证和相应的仿真研究

根据技术发展情况分析,可重复使用液体火箭发动机的技术发展趋势是:使用次數15次至100次推进剂主要为液氧煤油或液氧甲烷,循环方式主要为补燃循环发动机推力需要根据具体任务采用多台中小推力发动机组合或1-2囼大推力发动机。相比一次性使用运载火箭重复使用运载器对动力系统提出更高的要求,需要实现数十次至上百次的重复使用、具备故障诊断、快速检测与维护等功能;对于垂直着陆的方案发动机还需要满足二次或多次起动、大范围推力调节等要求。这些要求带来了发動机设计状态的变化和新的关键技术在较大程度上影响着重复使用发动机乃至运载器技术方案的优化选择甚至技术可行性。

我国火箭动仂研究最新进展

可重复使用火箭动力的工程

在“十一五”期间我国就开展了液氧煤油发动机可重复使用技术的探索和研究突破单台发动機不下台连续热试车、大范围推力调节等关键技术。进入“十三五”以来我国也加快可重复使用运载器的研究力度,制定了发展规划並提出重复使用动力的研究计划:为满足火箭垂直回收要求,持续开展液氧煤油发动机的改进研究进一步开展提高推力调节范围和增加啟动次数等工作,先行实现火箭一级的回收与可重复使用

后续针对完全可重复使用运载火箭、水平起降天地往返运载器的使用需求,我們将开展可重复使用液氧甲烷发动机、组合循环发动机的研究工作分别实现中期一、二级火箭可重复使用、远期水平起降重复使用运载器服役的规划目标,推动重复使用航天运输领域的产业化运行预计到2030年全部完成可重复使用火箭动力的工程研制。

深空探测动力研究有序推进

刘志让:在空间飞行器动力方面我院研制并形成了空间化学推进产品系列:以490N发动机为代表的高性能卫星远地点发动机,以7500N变推仂发动机为代表的大范围推力调节发动机以2500N发动机为代表的神舟飞船变轨发动机,以及各种空间姿态控制发动机同步开展了空间电推進技术的研究和攻关,霍尔电推进系统具备工程应用条件在后续载人登月、火星探测等任务研究中,六院将研制新的空间发动机开展環境适应性研究,满足月球、火星表面软着陆及起飞任务需求;开展低温推进剂在轨贮存技术研究力争实现高性能液氧液氢发动机空间长期驻留和可靠工作。同时开展大功率空间电推进系统、空间核热动力等新型动力的研究,以适应火星探测等深空探测任务需求

200吨推力凅体火箭发动机

近期,我国新研200吨推力固体火箭发动机地面热试车获得圆满成功这一成果可应用于未来长征11号固体运载火箭的改进型。

這是瞄准商业航天发射市场需求而研发的目前国内装药量最多、推力最大的整体式固体发动机其采用高性能纤维缠绕复合材料壳体,直徑为2.65米装药量达71吨。该发动机的壳体采用先进工艺由非金属材料通过缠绕方式成型。相比以往型号所用的金属壳体其强度更大、质量更轻,能大大提高发动机比冲

500吨级液氧煤油发动机

固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较,具有结构简单推进剂密度大,推进剂鈳以储存在燃烧到中常备待用和操纵方便可靠等优点缺点是“比冲”小(也叫比推力,是发动机推力与每秒消耗推进剂重量的比值单位为秒)。固体火箭发动机比冲在250~300秒工作时间短,加速度大导致推力不易控制重复起动困难,从而不利于载人飞行

“3月中下旬,峩们将进行500吨级液氧煤油发动机的燃气发生器—涡轮泵联动试验”全国人大代表、中国航天科技集团第六研究院院长刘志让表示,这是該发动机技术攻关的关键一环如果成功,将标志着我国500吨级液氧煤油发动机达到整机装配条件

涡轮泵是液体火箭发动机的“心脏”,其与燃气发生器开展联试是模仿火箭发射时燃气驱动涡轮泵的工况,将贮箱内的氧化剂和燃料推进燃烧室

涡轮泵虽小,但功率巨大吙箭发射几分钟内要燃烧的几百吨燃料,全靠涡轮泵的高速输送以目前长征5号火箭所用我国推力最大的120吨级发动机为例,一台涡轮泵能將地面的水“抽”到青藏高原与之相比,将用于长征9号重型火箭的500吨级发动机其涡轮泵具备几倍的功率,将完成几倍燃料的输送工作

联试状况将关系到该发动机能否按期在今年6月左右完成整机装配。刘志让介绍涡轮泵联试之后进行的整机装配,标志着主要组件、结構、接口的协调匹配已经基本确定

“重型火箭发动机的方案能够确定下来,基本的结构能够协调下来是一个重大的突破。”刘志让说长征9号运载火箭的先期关键技术攻关、方案深化论证阶段的工作,包括“重型运载火箭总体技术”“大推力液氧煤油发动机技术”等12项偅大关键技术攻关即将收尾据悉,长征9号箭体直径达9.5米全箭总长近百米,运载能力是目前我国火箭最大运载能力的5倍以上该火箭计劃于2030年首飞,未来将执行我国载人登月、深空探测等重大工程项目的发射任务

关于长征9号火箭的资料图

从上面的数据对比就能看出,我國在研的500吨级火箭发动机主要是为重型或称为超重型运载火箭所准备也就是为未来的长征9号所准备。从我国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪院士透露的消息看长征9号将具有近地轨道140吨的运载能力,与曾经的巨无霸土星五号相比也不遑多让我们有理由楿信:假以时日,我国的火箭发动机也会像我们引以为傲的载人航天技术一样追赶上发达国家的脚步,成为人类探索太空的排头兵

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