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200万个零部件,1500亿美元,阿波罗11号登月能否复制?

www.tadcxc.com2019-07-22

出品:太空伊卡洛斯

编者按:1969年阿波罗11号成功登月,如今我们到底能不能复制这个成功?

1969年7月20日,阿波罗11号登陆月球,如今已过去了半个世纪。笔者认为,阿波罗计划的成功源于美苏登月竞赛,美国之所以成功,基础在于强大的工业基础、对风险的强容忍度、以及足够好的运气,如今美国还有这三个基础吗?如果有,那么登月就能复制,缺一不可。为什么在过去半个世纪没有登月,原因在于对风险的强容忍度不够,具体表现在国家意志上没有下决定,苏联这个强大的对手已经在登月上失败,显然不会继续登月,那么对美国而言,外部压力就小了非常多,那么对风险的强容忍度就不够强,一旦出现致命事故,重返月球的任务规划都会暂停。

德国火箭专家领衔

今天的美国社会已发生了许多变化,这也使得重返月球计划将更加艰巨,同时,这项计划存在许多不确定性。阿波罗11号的任务总监EugeneKranz也指出,相比较打造接替土星五号的SLS火箭、猎户座飞船、登月着陆器等,建立一支强大的登月团队才是最不容易的。这也是我们所说的人和,空有物质基础,却没有人和,也无法实现成功。阿波罗11号升空之前,很少人明白航天器制导计算机编程,因此只能从大学毕业生中直接挑选进行培养和训练,为了阿波罗计划的实施,NASA雇佣了40万顶尖技术人员进行编程。

那是一个无条件相信年轻工程师的时代,工程师可以反复进行试验设计,几乎不计成本,每周工作60个小时以上,强大的工作压力从上至下,压力很显然来自苏联。还有一点,负责阿波罗登月计划的火箭首席科学家,冯布劳恩来自二战时期的德国,曾经是V-2火箭的研发人员,那个年代的一切,如今都无法复制。现在我们可以说阿波罗计划创造了各种不可思议,不可思议的世界格局、不可思议的人、不可思议的工程,创造了这个拥有200万个零部件的机械。

1960年代全美动员

那么我们从如今美国国家层面角度,看看阿波罗11号是否能够落实。1960年代,为了实现登月,美国政府也是为钱而烦恼,削减了大量社会福利,尽可能地为NASA提供资金保障。联邦预算的4.5%左右都被拿去支持登月,而今天NASA一年的经费也只有200多亿美元,只占0.5%不到。如果NASA想获得与当时相当的资金支持,大约是2000亿美元的对等资金。外部环境的刺激也非常重要,当时面临着冷战的威胁。1957年苏联就发射了第一颗卫星,3年后的1961年,又将加加林送入了太空。这一系列重大举动也刺激了美国,让国家意志对登月更加坚定。

美国国家意志的体现在于1962年肯尼迪在赖斯大学发表的重要演讲,核心观点是唯有在太空竞赛中取得先机才能领导整个世界。

在演讲中,肯尼迪称只要每人每年付出40至50美分就能够支持美国登月,由此可见登月不是NASA的事,更是美国全国、全民动员才实现的。那个特殊的时代也激励了大量青年人进入航空航天领域,梦想自己变成改变世界的年轻工程师,而今天,似乎有点暗淡。还有一点我们需要考虑,阿波罗登月期间正值越南战争,对于那些反对越南战争的年轻工程师来说,阿波罗计划则是一个新的奋斗目标。今天的美国,缺少了多种激励方式,登月的群主基础不像1960年代那么夯实。

现任NASA局长JimBridenstine认为2024年重返月球可行,阿波罗11号是可复制的,而且耗资也更低。前不久,笔者注意到阿波罗计划耗资评估为200至300亿美元,这似乎是个非常便宜的价格,因为1969年之后完成的7次登月计划,一共耗资250亿美元,折合现在的1500亿美元。NASA局长的观点是技术的进步会让计划实现的过程更为安全,耗费也更低。同时,私人投资的登月计划也可以激励国家队前进。值得一提的是,2024年重返月球计划中还有一名女性宇航员,将对月球上的水冰进行调查,以便为NASA月球基地的建立打下基础。

波音737Max事件敲响警钟

如今的美国航空航天工业出现了新的分化,以SpaceX为代表的新生代开始崛起,而波音、洛马这些老牌企业有点乏力,出现后劲不足。波音的问题比较严重,技术即使再先进也无法保证安全。现实的例子是,波音737Max出现两起软件故障导致的坠毁,导致上300多人死亡。面对两起严重飞行事故的巨大压力,美国波音公司被迫停飞所有的737Max系列。看似简单的软件故障,其实是波音公司管理上的混乱,再深入描述则是波音公司人才的断层。美苏冷战期间那一批老一辈工程师已经基本退休,他们成长于登月年代,冷战结束后开始退休,新一代工程师们缺乏对相关行业的执著式热爱,社会环境已经变了,导致今天再谈登月,因为无法确定NASA等机构是否能够充分地运用科学和工程资源。

我们来看看阿波罗计划,其成功的一个关键在于领导层支持,肯尼迪需要南方民主党中保守派支持,后者在南方大量投资,建造了休斯敦太空飞行中心,还有密西西比州的发动机测试设施、卡纳维拉尔角发射中心等等。如今这些基础设施都已经建好,要想获得财团的支持,那只有深度开发月球,把金钱投到月球上,这才是2024年登月的目的。

1970年代之后,除了航天飞机项目继续推进外,土星五号火箭已经退役,NASA再也没有去研发新的火箭发动机,工业基础也面临枯竭。2005年,美国启动了星座计划,为了实现在2015年能够顺利地重返月球,同时进而登陆火星,战神1号火箭开始研发。但这一进程一再被延误,耗费也越来越大。2009年,奥巴马政府开始了独立审查,发现其资金缺口巨大,于是星座计划被取消。星座计划框架内的技术全部用于储备,于是我们看到了猎户座飞船,可搭载4名宇航员,这是2024年登月的基础。

NASA在SLS火箭和猎户座飞船上研发的不顺和波音、洛马有很大关系,洛马作为猎户座飞船的主要承包商,进度还算可以。今年7月,NASA成功测试了猎户座飞船的发射中止系统,但SLS火箭就有点坑了,因为这款火箭的研发机构恰恰是波音。波音作为SLS火箭主承包商,项目节点超期、超支已经比比皆是,本来2017年交付的第一级要延期到2019年,如果火箭跟不上,那么波音将是拖累美国重返月球的最大后腿。看看波音的现状也明白,737Max事件不是个案,而是技术与管理上的塌方。波音的军机项目KC-46也是如此,项目拖延、交付后仍然被查出在某些封闭舱内遗留扳手等。

综上,2024年NASA要重返月球,与1969年相比发生了很多不同之处,登月三大要素:强大的工业基础、对风险的强容忍度、以及足够好的运气似乎都不具备,阿波罗11号的奇迹要想复制,也只能靠技术上的进步。那么要在2035年登陆火星,那不确定性就更大了。

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