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陈蓝:祝融号使命已达,中美火星竞赛悄然开启
最后更新: 2021-08-18 15:41:16首先,我们的经济仍将继续增长。疫情和美国的打压不仅没有使我们遭受重大打击,反而倒逼我们进行调整,使我们的经济进入更加健康的发展轨道。未来几十年我们仍有巨大的增长潜力。这是我们走向星辰大海的重要基础。
其次,我们有着明显的制度优势。持续执行长期战略的决心和意志、集中力量办大事的高效执行能力、摆脱民粹和扯皮的专业化科学决策机制,都是美国和西方所不具备的。过去三十年中国航天的辉煌成就就是明证。
然而,载人登火和大规模火星开发需要投入巨额的资金而不会有短期回报。合理的战术和优化的策略就变得十分重要了。所幸的是,现在公布的路线图显示,我们不会跟着NASA的脚步,每两年向火星发射一个轨道器或火星车,慢慢积累经验,逐步扩大规模。我们的下一次任务会直接跳到采样返回。
这是明智的做法,因为我们的目的是尽快掌握火星往返的工程能力,而不是追求更多的科学发现机会。事实上,经过数十年探测,火星上取得突破性科学发现的机会已经不多了。我们应该将以科学发现为目的的深空探测重点转移到外行星:木星、土星、天王星、海王星。当然,这是题外话了。
不过,线路图中载人登火和大规模开发仍然依赖长征九号及921火箭等传统的一次性火箭。这是值得商榷的,因为我们真正的对手是马斯克。如果SpaceX的超重/星舰发射系统取得成功,那么它对一次性火箭的成本优势是碾压性的。即便我们有再强的国力,用几亿元或者十几亿元一枚的一次性火箭去和一次发射几百万美元的星舰去硬拼,是不可持续的。
回归本质,星舰的真正价值在于提供了极低成本进入太空的途径,其意义远超火星计划。中美火星竞赛本质上是低成本运载工具的竞赛,在这场竞赛中,马斯克已经遥遥领先。他的猎鹰九号最多已经复用十次,火箭回收也已经变为常规操作,甚至已经无法激起公众的兴奋点,失去了新闻价值。那么,我们还有机会追上吗?
当然有!逻辑很简单,因为我们有强大的国力(资金)、深厚的技术和人才积累、巨大的需求、前述制度优势,以及这几年开始迸发、潜力巨大的商业航天能量。事实上,我国的国有和民营航天企业已经全方位地开展了低成本可复用航天运载工具的研制。包括:
· 可复用火箭:航天科技一院、航天科技八院和多家民营火箭公司都在研制类似猎鹰九号的一级动力着陆可复用火箭,比如长八回收型、长六X、智神星一号、双曲线二号等。伞降着陆回收我们也有涉足,航天科技一院已经多次完成整流罩伞降回收,我们正在紧紧追赶。未来几年,我们将看到频繁的试飞。以中国民营企业强大的借鉴能力,类似星舰的超重型全复用火箭的出现也只是时间问题。
长征八号回收型
· 升力式火箭动力运载器(航天飞机):由航天科技一院研制、基于火箭动力的垂直起飞水平着陆二级发射系统已经进入试飞验证阶段。其第一级(可复用亚轨道飞行器)前不久进行了成功的试飞。我们的小型无人航天飞机则在去年成功进行了轨道飞行并安全着陆,未来它可以发展成这个二级发射系统的第二级。美国国防部先进研究项目局(DARPA)有一个类似的计划,即XS-1。但它在去年因种种原因被取消了,这给了我们反超美国的天赐良机。
美国XS-1升力式火箭动力运载器效果图
· 空天飞机:航天科工的“腾云”计划是水平起降全复用的二级发射系统。它的第一级采用吸气式高超音速组合发动机,比航天飞机技术更先进,性能更优越。腾云验证飞行器可望2025年左右试飞,实用型飞行器计划2030年左右首飞。在空天飞机领域,我们目前处于第一梯队,很有希望实现全球第一飞。
腾云空天飞机模型(图片来源见水印)
低成本航天运载器的竞赛才刚刚开始,马斯克很快将不再孤独。他的中国对手不是一个,而是一群。而在他们背后,则是国力的较量。马斯克只是在可复用火箭上实现了单点突破,而我们则在低成本航天运载工具几乎所有的技术路线上齐头并进,有望实现全面突破。对中国的后发制人,我们有理由乐观。
一旦发射成本大幅下降,大规模火星开发将水到渠成。能够限制我们的,只有我们的想象力。当然,前面提到的基于一次性火箭的火星计划线路图必然要做相应的调整。其实,我们甚至不必在乎谁是登上火星第一人,持续开发能力才是最重要的,这也是决定大国竞争的关键。
祝融号的历史意义在于,它见证了红色星球上美国纪元的结束和多元竞争纪元(说不定是中国纪元)的开始,未来的20-30年将很精彩。
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