本文來自微信公衆号:新潮沉思錄(ID:xinchaochensi),作者:北方朔風,頭圖來自:視覺中國
最近一段時間,月球探索很是熱鬧,首先是俄羅斯的月球探測器月球 25 變軌失敗撞擊了月面,然後印度的月船 3 号成功軟着陸月面。這引起了很多讨論," 比不過印度了 "" 俄羅斯科技靠考古 " 之類的梗也十分流行。
很多人把這次印度着陸器成功而俄羅斯着陸失敗,視作爲印度超過俄羅斯的标志,筆者認爲這個說法有點不甚準确。如果以經濟規模的角度來說,印度已經超過了俄羅斯很長時間了,從這個角度來說,印度能成功是很正常的。
但是從技術的角度來說,即使俄羅斯航天系統常年吃老本,在一定技術上依然保持着對印度的較大優勢。筆者認爲,具體到月球 25 和月船 3 号的對比上面,這反映了印度航天系統比起俄羅斯航天系統更好的規劃管理能力。
雖然蘇聯解體對于俄羅斯各個方面都造成了可怕的沖擊,但是具體到某件事情上面,把鍋都交給蘇聯解體顯然是不太準确的,這個道理對俄羅斯的登月計劃也是如此。
蘇聯解體之後,俄羅斯并沒有得到西方承諾的那些美好,依然被敵視,不過具體到某些領域來說,西方保持了較爲寬松的态度,這些領域就包括了航天,俄羅斯的火箭發射能接到西方的商業訂單,并且俄羅斯的航天系統可以參與國際空間站項目,并且在航天飛機退役之後,龍飛船服役之前,其他國家的宇航員都得坐俄羅斯的聯盟号上國際空間站。
雖然過得遠遠沒有蘇聯時代好,但是對比當時俄羅斯的其他系統一片廢墟的情況,也絕對說不上非常差。相比中國航天進軍國際市場沒多久就被美國以各種莫名其妙的理由逼了出去,俄羅斯曾經在這方面的國際待遇是真的不錯。
當時美國方面一個很重要的理由是避免俄羅斯航天系統人員過度流失,導緻導彈技術擴散,不過就算有這種理由,俄羅斯航天的情況總歸算不上糟糕。
而這種現實也影響了俄羅斯航天系統的一些理念,比如說蘇聯解體之後,俄羅斯航天系統實際上規劃了不止一個深空項目,不過這些項目很多都是國際合作。而讓中國這邊印象最爲深刻的大概是俄羅斯的 " 福布斯土壤 " 任務,這個任務計劃是對火衛一進行采樣,而同時上面搭載着中國的第一顆火星探測器 " 螢火一号 "。
結局大家都知道了,因爲變軌失敗,這次任務失敗了,中國的第一顆火星探測器就這麽憋屈地死了。從此之後我國航天系統和俄羅斯航天系統的合作就沒有這麽深入了。
這裏提到這些往事并不是單純的嘲諷,深空項目進行國際合作并不是壞事情,我國的深空探測也與外國合作,搭載外國的科學載荷,關鍵是能否正确認識自身能力,做出合适規劃,在合作時候能否做到以我爲主,積累工程與科學經驗。
而且就算 " 福布斯土壤 " 任務出了問題,但是好歹探測器也造出來了,火箭也飛起來了,俄羅斯規劃的其他深空任務完成度還不如這個。
比如說在重啓月球 25 之前,俄羅斯就分别有與日本和印度聯合探月兩個計劃,但是都因爲種種原因告吹了。告吹之後才在 2010 年左右,故紙堆裏邊找出來蘇聯時代的探月計劃。其實沿用可靠的舊設計并不是什麽問題,但是實際執行的情況又是另一個問題。
關注航天的朋友可能會知道,月球 25 項目出現過多次很大的推遲,雖然說各家航天項目推遲都是常态,但是如此嚴重的确實不多見。其中顯然有很多項目管理的原因,不過具體來說,還有些額外的因素。
克裏米亞事件之後,俄羅斯就遭到了各方面的制裁,而在之前的俄羅斯航天規劃之中,有不少元器件是來自于西方國家和烏克蘭的,這方面受到影響之後,整個項目規劃都需要調整。如果關注當年軍事與工業新聞的朋友就應該記得,2013~2014 年的時候,俄羅斯提出了很多方面的國産化自主化計劃,但是從俄烏沖突俄羅斯方面的表現來看,我們不妨大膽假定其中很多部分并沒有實現。
地緣政治對于航天的影響照理說是要考慮的,我國的航天項目元器件自主化水平不錯,很大程度也是被逼無奈。但是在克裏米亞事件之前的俄羅斯情況不完全是如此,當時俄羅斯和歐洲國家的技術合作并不少,甚至軍事領域都有不少合作,想必大家對于當年俄羅斯計劃采購法國的 " 西北風 " 登陸艦這一事件還有印象。
但是随着制裁的發生,很多這方面的合作不得不中斷,不過在航天領域,俄羅斯與歐洲的深度合作則是持續到了俄烏沖突,代表是俄羅斯和歐洲合作的火星探索項目 exomars2022;哪怕一直對于俄羅斯有着明顯敵意的美國,之前也邀請俄羅斯加入過重返月球的阿爾忒彌斯計劃,最後是俄方自行退出的。就算是俄烏沖突之後,國際空間站的合作依然持續了下去,這是超出了俄烏沖突初期歐美評論家的普遍預計的。
顯然,這種地緣政治的變動與歐美航天政策對于俄羅斯的相對寬松,使得俄羅斯航天的計劃存在着不堅定性,這種不堅定是不利于月球探測這種深入的大項目的,無論是一直堅持與歐洲的合作還是一直獨立自主,俄羅斯月球項目規劃的情況都恐怕要比現在這種首鼠兩端,既要又要的做法好,歐空局的一些公開研究表明,他們對月球并不是不感興趣,和俄羅斯合作未必不是他們的備選之一。
而印度這次的成功,則是有迹可循的。相較于俄羅斯的月球項目,印度的起點更低,但是規劃更清晰,從月船一号到月船三号,有一套清晰的脈絡,項目之間存在着清晰的聯系,技術之間也存在着明确的繼承性,從這個角度來說,印度的航天人在這方面是十分務實的。倒是和中國的嫦娥探月工程更加類似。
如果俄羅斯能對自身的技術水平有明确的認識,規劃一個更加務實的方案,比如說再次從繞月探測器開始做起,驗證各個系統的能力,積累人員的經驗,這次出現的諸如點火時間過長這種低級錯誤的可能性是可以降低一些的。
至于印度的航天環境,應該說也不算差。印度的航天發展并沒有遭到什麽制裁,在國際發射市場之中有一席之地。技術方面印度引進了不少俄羅斯和烏克蘭的火箭與載人飛船技術,正在逐步進行消化,而在衛星技術的方面,也與歐洲有着不少合作。應該說算是通過引進技術的國産化,逐步提高航天方面的能力。可以說雖然有不少問題,但是印度航天确實在逐步實現以我爲主的目标。
這次着陸的月船三号是月船二号的備份改裝所進行的,這也算是一種慣例,在建造關鍵航天器的時候,會制造一個備份,這樣有助于提高制造過程之中的質量控制,如果失敗了可以快速第二次發射,如果成功了可以拓展之前的任務,比如說首次登月月球背面的嫦娥四号,以及可能在明年發射的嫦娥六号,都是由備份改裝而來。
而月球 25 探測器并沒有這樣的備份,俄羅斯的下一個月球探測器月球 26 計劃會在 2026-27 發射,這中間的空窗确實有些太大了,如果月球 25 有備份的話,情況可能會好一些。
當然并不是每個航天器都建設有備份,比如說天問一号就沒有備份,這是因爲發射窗口和成本的問題,火星探測畢竟實在是不便宜。月球探測多多少少會便宜一些,印度都可以設置一組月球探測器的備份,而俄羅斯卻沒有。這不得不讓人懷疑,俄羅斯航天系統重返月球的決心有多少,還是說想要投機取巧,節省成本。
不過印度的深空探測步調,也有一些小小的缺陷。比如說不論是這次的月船 3 号,還是之前的火星探測器曼加裏安号,上面的科學載荷都實在是有點少。雖然這也是受到了成本和運力的影響,但是很難說這沒有一些過度政治驅動的因素在裏面,這對于長期深空探測可能是個變數。
其次是某些技術方面,印度依然沒有實現突破,就比如說月船二号着陸失敗的原因之一,被認爲是多個發動機的控制問題,月船二号的着陸發動機是幾個小發動機一起工作,好處是不需要研發變推力發動機,壞處是會增加控制難度,最近其他幾個商業登月器爲了節省成本降低技術難度,也采用了類似的設計。
筆者本以爲在月船二号失敗之後,印度會開發變推力發動機以供使用,但是月船三号隻是調整了發動機數量。從國際經驗上來說,變推力發動機對于深空探測的價值是巨大的,我國在嫦娥三号上首先使用 7500N 變推力發動機,這一發動機也在嫦娥四号,五号上使用,天問一号的發動機也是這款發動機的改型号,并且在未來的深空探測之中,這款發動機還會使用多次,可能未來還要用上幾十年。有些技術問題可以短時間規避,但是從長期來說,依然有巨大的研發價值。
把印度和俄羅斯的探月工程進行簡單對比後,我們不難得出一個結論,對于深空探測這種長期工程來說,工程規劃上的延續性和整體性是十分重要的,這個結論粗看可能算是平平無奇,但是如果把視角放在整個人類航天史的角度來說,就會發現這個結論的重要性。
以月球探測爲例,從七十年代後期到嫦娥三号着陸爲止,這段時間人類的月球探測可以說是陷入了停滞,是因爲月球上面的奧秘已經被人類都探測清楚了嗎?顯然不是如此。
冷戰時代的月球探測是政治驅動的,從成本上面來說是不經濟的,雖然從短期來說推進了進步,但是長期來說,這樣的計劃無法保證長時間投入,而随着阿波羅計劃的實現,美國人證明自己在月球探索上面完全擊敗了蘇聯,繼續投資這一領域的價值也就結束了。
到了 21 世紀,中國的月球探索使得美國受到了意識形态上的壓力,同時美國自己也再次意識到了月球探索的價值,但是覺得隻去個月球差點意思,于是在重返月球的計劃之中加上了更多的目标,比如說探索小行星火星之類的。不過因爲美國内部的政治和經濟的變動,加上美國人升級版的重返月球計劃技術難度更高,進度有些沒有到達美國人的期望。歐洲國家的月球探索計劃跟在美國人的身後,印度的異軍突起則算是某種程度的驚喜。
同時,随着商業航天的興起,一些商業公司也嘗試探索月球,不過目前來看,還沒有特别好的結果,之前谷歌有一個登月大獎賽,希望吸引商業公司登月,但是沒有一個公司實現計劃中的目标。
當然,這個大獎賽的失敗并沒有阻礙商業公司月球探測的腳步,但有必要說明的是,目前的商業公司探索月球并不是某些人想象之中的某公司去月球開發,而是官方向商業公司下達訂單,商業公司設計新款的登月器,這些公司往往會有着較爲激進的技術理念。總的來說是好事,但是并不存在什麽商業化萬能論。
那麽問題來了,人類的腳步應該邁向深空,但是我們應該怎麽做到,在其他星球上面定居呢?思考一下就不難發現,想要在一個星球定居,需要上百年甚至是更久的持續建設投資,并且這個投資一定是巨額的。
從冷戰時代的經驗來看,人類社會還沒有主導這種超長時間項目的能力,政治變動,地緣沖突,經濟周期波動,都足以讓深空探索的腳步停滞下來,而隻要這種停滞長了,那種俄羅斯科技靠考古,美國探月技術失傳的情況,就會一次又一次再現。最起碼,現在的人類社會,實在是缺乏這種超長期主義的規劃能力,或者說,版本不支持。
自由主義者或者是樂觀主義者會把希望交給商業航天,不得不說這些年商業航天有着不小成就,但是根本問題并沒有解決。如果隻是靠着政府訂單來生存,那麽和之前國家主導的航天事業并沒有什麽本質區别;如果指望商業利益來驅動,那麽在月球和其他星球上面的探索,究竟怎樣才能有正向經濟收益?
或許在這些地外星球已經建設成适合人類長期生存之後,這會有收益,但是在此之前的 " 基礎設施 " 建設,絕不是一個賺錢的事情,這會是個投資以數十萬億計算,但是回報周期極長的無底洞。
或許有人會認爲,商業航天會把航天的成本降低到一切都很方便的地步,但這種想法是一種科幻式的樂觀。航天發射成本當然還有巨大的降低空間,但是絕不是可以無限降低的,化學能動力的效率存在極限,核動力系統在地面作爲起飛級不太現實,而火箭的系統複雜性也形成了限制,航天成本很難降低到随心所欲的地步。人類究竟要怎麽樣才能大規模踏入星空,實在是個難解的問題。
當然,也不必那麽悲觀,航天探索是最講科學的,沿着科學的腳步前進,總會有些收獲,這是很公平的,無論是哪個國家哪裏的人,尊重了科學就能得到果實。或許我們這一代人并不能看到這一結果,但是總有一天,總會有人看到的。
本文來自微信公衆号:新潮沉思錄(ID:xinchaochensi),作者:北方朔風