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西方私營發射超中國航天?NASA提供技術支持

时间:2020-09-15 14:09:48 来源: 天水姐姓名网 作者: 天水姐

  12月初,中國長征系列運載火箭即將迎來第200次發射,此前被外界視為中國航天主要挑戰者的西方私營航天發射企業卻接連遭遇挫折。隨著美國軌道科學公司的“天鵝座”飛船和英國維珍銀河公司的“宇宙飛船二號”飛船遭遇發射慘敗,一時間輿論對商業發射這種新模式提出各種質疑。中國航天界究竟是如何看待商業發射這個“挑戰者”的挫折呢?《環球時報》記者日前就此采訪瞭多名中國航天權威人士。

  商業發射的路到底能否走通?

  對美英太空船發射失敗,原國傢航天局局長欒恩傑表示,這是人類航天的嚴重損失,作為同行他深表慰問。但這兩次事故也證明,航天是一個高風險的行業,私營航天企業需要積累經驗,在系統的可靠性問題上還要加強。

  欒恩傑介紹說,“商業發射”是奧巴馬政府時期提出的新概念,他把航天發展的下一步方向指向深空,提出2030年登陸火星的計劃。為此美國航空航天局(NASA)需要集中全部力量才能完成這樣的宏偉目標及其他深空探測項目,隻能把近地軌道的空間活動交給私營企業。因此其主要表現為由國傢負責科技開發,然後把成熟技術交給私營企業,用商業運營機制去執行。

  這兩次事故的原因讓各國火箭發射工程師尤其關註。長征三號甲系列運載火箭總指揮岑拯分析說,“天鵝座”起飛後6秒出事,可能是動力系統存在問題。雖然它選用俄羅斯的成熟發動機,但可能某些技術沒能完全研究透。不過岑拯認為,商業發射失利可能會引起反思,但在搞清楚原因後,還會繼續推進,不會停止。探月工程三期再入返回飛行試驗器副總設計師彭兢也認為,現在還處於商業發射的早期發展階段,冷戰時期美蘇早先研制的月球探測器也頻遭失敗,所謂的經驗積累隻能在冷冰冰的失敗中獲得,因此現在私營航天企業發射事故率高相對也屬於正常。

  商業發射的得與失

  短短幾年內,美國軌道科學公司和太空探索技術公司(SpaceX)迅速研制出自己的飛船,並都成功完成對空間站運送物資的任務。美國《航空周刊》宣稱,美國私營企業推行的商業發射模式,打敗瞭中國憑借舉國體制獲得的航天發射市場上的價格優勢。相比日本、印度等國在航天領域的奮力掙紮,私營航天企業發展之快更是令人咋舌。欒恩傑解釋說,雖然號稱是商業發射,但這些私營航天企業並非白手起傢,NASA向它們提供瞭數十年來積累的技術成果,否則光是重新打造一整套火箭研制和發射系統,都是這些企業不可能完成的任務。而且它們的大部分零件都采用全球貨架式采購模式,直接從市場上購買成熟產品,也縮短瞭研制周期。

  然而最近的事故證明,這種高速發展也帶來一系列問題。欒恩傑總結說,首先是市場采購模式和吃透技術的關系如何處理。“航天需要的設備可以買,但不是所有部件都可以買,有很多特殊的要求,需要吃透技術才能知道其中的區別,而這正是私營航天企業所欠缺的”。 同時由於各國對航天技術有非常嚴格的管控,相互保密,因此目前國際上沒有類似航空領域的資質認證標準,這也讓市場上采購的產品如何保證可靠性成為問題。

  其次,研制的成熟和正式運營是兩件事。沒把技術吃透、沒把研制搞成熟,運營早晚要失敗。因為航天活動的可靠性、安全保證包含著經驗和教訓的積累,沒有這些積累,可靠性和安全性的水平難以提高。彭兢認為,中國在這方面的經驗值得推廣:發射嫦娥一號探月器時,中國推力最大的運載火箭是當時剛研制的長征三號乙,但考慮到它的發射經驗不夠,因此最終選擇更成熟的長征三號甲執行這項重大發射任務。直到7年後,才用長征三號乙發射嫦娥三號。

  此外,航天領域的降低成本和增加可靠性是相互矛盾的。如果控制不好,降低成本很可能是犧牲可靠性為代價。例如美國航天飛機每次起飛都需要更換防熱瓦。當年正是出於降低成本的考慮,NASA決定隻更換20%的防熱瓦,結果正是因為防熱瓦導致“哥倫比亞”號航天飛機的失事。岑拯透露,SpaceX公司的運載火箭使用單點單線結構,而中國火箭采用冗餘設計的雙點雙線,可靠性較高,但成本也相應上升。因此不能簡單地說國外商業航天發射便宜,就覺得我們也能降低成本。

  遠未到發展商業太空遊階段

  接受采訪的三名中國航天專傢一致認為,不能因為遭遇挫折,就徹底否認商業發射模式。欒恩傑表示,現在空天活動已在向產業化發展,各種衛星改變著現代人的生活,對航天發射活動的需求越來越多。如此龐大的產業不可能隻靠原來封閉的航天體制來實現,因此商業發射模式是非常有意義的一種嘗試。

  岑拯坦承,私營航天企業的確在成本控制和運作效率上比我們占優,“SpaceX公司的運載火箭發射成本才4500萬美元,我們拿不下來”,但中國的火箭發射成功率比較高。就技術水準而言,私營航天企業開發的火箭和飛船,與我們正在研發的技術基本相當。不過彭兢認為,相比私營企業,中國的政府主導體制有自己的獨特優勢。因為在研制過程中,商業公司為保守秘密,通常更願意自己埋頭幹,不願意讓外界專傢介入。而中國的舉國體制相當於集中瞭全國的力量參與研制,例如再入返回飛行試驗器在研制過程中邀請瞭各領域的專傢在氣動、防熱和控制等方面進行評估,最大限度發揮瞭舉國體制的優勢,提高瞭任務的可靠性,是取得成功的重要保證。

  中國航天專傢們一致同意的另一個觀點是,載人航天與貨運發射的可靠性要求完全不同,現在還遠不到發展商業太空遊的階段。欒恩傑說,這就和新研制的客機需要拿到各國的適航認證一樣,未來航天載人遊也應該經過國際認證,在經過充分的檢測後才能搭載人員展開商業經營。他認為,載人和不載人的門檻不同,現在不能急迫地把載人活動開展為常客旅遊。他建議,應先從衛星等空間基礎設施的應用入手,逐步發展太空商業活動,然後再逐步擴展到空間科研的領域。“我們現在的空間活動技術還不到能支持賣票太空旅遊的程度,更不是近期就能實現的”。

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