大運力火箭難免失敗 科研應能容錯

   2017年7月2日,我國在中國文昌航天發(fā)射場組織實施長征五號遙二火箭飛行任務,火箭飛行出現(xiàn)異常,發(fā)射任務失利。后續(xù)將組織專家對故障原因進行調(diào)查分析。這當然是一件憾事,不過對我來說,在某種意義上也完全在預料之中,所以沒什么值得大驚小怪的。 

  7月2日19時23分,我國在中國文昌航天發(fā)射場組織實施長征五號遙二火箭飛行任務,火箭飛行出現(xiàn)異常,發(fā)射任務失利。后續(xù)將組織專家對故障原因進行調(diào)查分析。 

  什么意義呢?就是我們在試驗大運力的新型火箭,采用了很多新技術,所以失敗率上升是理所當然的。我們以前經(jīng)常宣傳中國的航天發(fā)射成功率世界最高,這當然很了不起,不過這是建立在火箭運力較小、型號較老的基礎上的。把低水平的任務成功重復再多遍,意義也比不上高水平的任務。打個比方,把江南七怪的武功練得滾瓜爛熟,固然是好的,但相比之下我們還是更推崇六脈神劍,即使它時靈時不靈。 

  去年,我就奧巴馬宣布登火星和中國第一次發(fā)射長征五號等航天問題接受《環(huán)球時報》等媒體采訪時,就表達了這層意思,F(xiàn)在回顧一下當時的文章,是有益的。 

  例如2016年10月23日發(fā)表于“風云之聲”公眾號的《對中國趕超無比焦慮:如何正確看待美國重提登陸火星》: 

  首先應該看到,地球的資源和太陽的壽命都是有限的,人類要想超越這個大限生存下去,就必須移民其他星球。因此,太空探索是全人類共同的事業(yè),擔負著人類存續(xù)的重任。 

  只有從這個根本點出發(fā),才能理解宇航員為什么甘冒生命危險。由于我國的載人航天發(fā)展得比較順利,許多人大概沒有意識到太空探索是多么危險的活動,只把它看作大國競爭或者勞民傷財。實際上,美蘇都曾付出過生命代價。例如1967年1月27日,阿波羅一號指令艙失火,三名美國宇航員格里森、懷特和查菲喪生。同年4月24日,聯(lián)盟一號降落傘無法打開而墜毀,蘇聯(lián)宇航員科馬洛夫殞命。 

  1969年美國登月時,尼克松為失敗的可能準備了一份講稿:“命運注定,這兩位來到月球進行和平探索的人將在月球上安息……別人將會跟隨他們,而且必定找到回家的路。人類的探索不會停步。然而這些人是第一批,他們將在我們心中永生。在今后的夜晚,每個人仰望月亮的時候都會想到,另一個世界的一角永遠屬于人類。” 

  中國的宇航員也曾多次遇險。將來我們的航天活動也可能遭遇失敗,比如太空行走時失事,甚至登月后無法返回。我們應該做好心理準備,理解偉大的人類共同事業(yè)難免犧牲,以尊敬和寬容的態(tài)度對待失敗。即使奧巴馬的火星計劃有明顯的私心,開一張空頭支票,功勞歸自己,風險推別人,那也只是政客的問題,我們對科學家和宇航員還是應該致以崇高的敬意。 

  又如2016年11月4日《環(huán)球時報》的社評《長征五號是一場超級穩(wěn)健的“冒險”》中,包含了一部分我的觀點: 

  這枚被研制人員昵稱為“胖五”的大推力火箭直徑5米,為原有中國運載火箭直徑的1.5倍,推力是過去的2.5倍,可以將25噸和14噸有效載荷分別送入近地軌道和地球同步轉移軌道。這一全新能力必將為中國宇宙探索開辟出更大空間,支持中國人新的想象力。進一步的探月工程和火星探索都將建立在長五運載能力的基礎上。 

  更為難能可貴的是,長五使用247項新成果,它的新技術使用率幾乎達到100%,可以說它是“完全新造出來”的火箭。通常情況下,火箭新型號只會使用不超過30%的新技術。把如此多的技術創(chuàng)新匯集到長五身上,這看上去是有些冒險的。人們都知道,研制運載火箭是個大系統(tǒng)工程,任何一個小毛病都有可能導致發(fā)射失敗,給航天事業(yè)造成打擊。

 

  然而長五非常穩(wěn)健地實現(xiàn)了首飛成功,雖然3日晚上有技術原因?qū)е铝送七t發(fā)射,但是非常圓滿的結局,總體上顯示了箭上所用各項新技術的可靠性,以及整個中國運載火箭研制套路的高度成熟。中國航天人來到敢于設立新目標,并且有能力駕馭研發(fā)路上各種困難和復雜性的階段,他們造就了一個強大的機制,就像一個超級流水線一樣可以把種種夢想奇跡般地變成現(xiàn)實。 

  …… 

  全世界的運載火箭發(fā)射成功率為91.5%,俄羅斯是94.9%,美國是93.1%,而中國的長征系列火箭發(fā)射成功率高達97%。誠然,美俄的發(fā)射中包括不少重型火箭,技術難度更大,失敗率更高些也情有可原。然而,中國航天在質(zhì)量問題層出不窮的同一個社會里創(chuàng)造了世界最優(yōu)的質(zhì)量記錄,還是具有特殊意義。中國航天不僅帶給我們更大的宇宙探索雄心,還讓我們看到“質(zhì)量中國”崛起的希望。 

  關于長征五號的技術特點以及在世界航天界的地位,可以參見加州大學洛杉磯分校物理系徐令予研究員的文章《長征五號首飛——今日長劍在手,明朝青天攬月》: 

  中國無疑是三強俱樂部中的小弟,液氧煤油發(fā)動機不如俄羅斯,而液氫液氧發(fā)動機又不如歐美,但是這兩種發(fā)動機技術中國都有,而且火箭的整體綜合技術能力一點不輸歐美,中國運載火箭的發(fā)射成功率一直穩(wěn)居榜首?傊袊倪\載火箭技術比較全面平衡,中國雖然不是尖子生,但也不是偏科生,是從農(nóng)村中出來的努力上進的好學生,班上最后成功的很可能就是他。長征五號火箭是中國進入三強集團的入場券,從今以后,世界航天業(yè)界的三國鼎立正式開始。 

  長征五號是中國目前運載能力最大的火箭,它首次采用5米直徑箭體結構,首次使用無毒無污染液氫液氧與液氧煤油發(fā)動機組合起飛方案,起飛推力超過1000噸。有了長征五號后,中國在空間站的建設上就有了得力的運載工具。但從長遠來看,可能對中國的登月工程的意義更為重大。 

  …… 

  西方媒體對長征五號的報道指出,長征五號的試飛和投入應用,不僅填補了中國重型運載火箭的空白,同時也為中國進一步研發(fā)超重型運載火箭打下了穩(wěn)實的基礎,F(xiàn)在一千噸推力的長征五號已經(jīng)有了,三千噸推力的長征九號離開中國還會遠嗎?重要的是,在接下去的幾年中,造好用好長征五號,在后續(xù)的大量發(fā)射中發(fā)現(xiàn)問題、改進技術、精益求精,把長征五號打造成世界重型運載火箭的金牌,并為長征九號的研發(fā)積累更多更寶貴的經(jīng)驗。 

  

 

  對于有一定科學或工程基礎的人來說,以上這些道理是很容易理解的。由此我們也可以對中國將來的航天活動做一個預測:現(xiàn)在相當于系統(tǒng)的調(diào)試階段,技術問題都需要在實踐中暴露出來,所以會有一個失敗率上升的階段,當系統(tǒng)調(diào)試成熟、技術問題解決之后,失敗率就會下降。即使是六脈神劍,也是可以純熟掌握的! 

  還有朋友問我,為什么網(wǎng)友們對這次發(fā)射失敗大都是鼓勵和安慰的態(tài)度,充滿了善意? 

  我回答,這是理所當然的。首先,這是我們多年科學教育的成效,大家都知道既然是科學實驗,當然有失敗的可能。雖然我們自己經(jīng)常對中國的教育口誅筆伐,但那是因為總有更高的目標,實事求是地說,中國的科學教育還是相當深入人心的。我們有重視教育和世俗主義無神論的文化傳統(tǒng),這對科學教育很有幫助。相比之下,美國許多州不斷掀起神創(chuàng)論進課堂的訴訟(這邊否決了那邊又來,跟打地鼠似的,令人不勝其煩),土耳其最近廢止了中小學的進化論教學,就是宗教干涉教育的反面例證。 

  其次,即使一個人完全沒學過科學,單純出于樸素的同理心,他也會對航天界表示鼓勵和支持。當然,如果出現(xiàn)長時間、連續(xù)多次的系統(tǒng)性失敗,網(wǎng)友就會呼吁調(diào)查體制問題了,不過現(xiàn)在還沒有。好比我們有一個朋友創(chuàng)業(yè)失敗,正常人的反應都是安慰和支持,而如果有人在這種時候幸災樂禍、落井下石,那道德品質(zhì)得低劣到什么程度! 

  所以,中國人民群眾總體上是成熟的,素質(zhì)是很高的。成問題的反而是一些監(jiān)管部門,總把群眾當成不懂事的小孩,以為他們脆弱得不得了,給自己設置種種不必要的限制。這種“奶媽主義”的心態(tài),未嘗不是我國前進的障礙。 

  總而言之,一次發(fā)射失敗阻止不了中國航天前進的步伐,這相當于系統(tǒng)升級過程中必不可免的調(diào)試實驗。讓我們重溫這兩段: 

  中國的宇航員也曾多次遇險。將來我們的航天活動也可能遭遇失敗,比如太空行走時失事,甚至登月后無法返回。我們應該做好心理準備,理解偉大的人類共同事業(yè)難免犧牲,以尊敬和寬容的態(tài)度對待失敗。 

  地球的資源和太陽的壽命都是有限的,人類要想超越這個大限生存下去,就必須移民其他星球。因此,太空探索是全人類共同的事業(yè),擔負著人類存續(xù)的重任。 

責編:科普知識網(wǎng)

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