火箭失败的背后解读

2018-11-16 09:12杨艳郭朝晖
卫星与网络 2018年10期
关键词:航天飞机马斯克火箭

+ 杨艳 郭朝晖

火箭是昂贵的工业产品,自人类进入航天时代以后,几乎每一个年头都会发生火箭发射失败的事情(当然,这里指的火箭,特指完全属于自主研发层面的新型号)。其中有些是因为技术探索中无可避免的风险;有些是因为决策者冒进。如何对待它的发射失败,在很大程度上体现了研制单位的文化和理念......

就在前几天,有人在著名视频网站“哔哩哔哩”上贴出了一段纪录片集锦,其中记载了纳粹德国V2火箭早期多次试验失败的场景。如果不加解释,观众甚至会以为自己在观赏一段脑洞大开的喜剧。航天是高风险的事业,即使在冯·布劳恩这种惊世奇才的主持下,人类对于进入宇宙之路的探索也是跌跌撞撞的。

二战之后兴起的几大航天国家,在探索运载火箭技术的早期,同样经历了反复的失败。爆炸、失控、起火甚至人员伤亡都是家常便饭。其中也包括中国。

今天,人们对火箭飞行的客观规律已经有了相当的认识。但是,新型号的早期飞行失败依然不是新鲜事:欧洲的阿里安5第一发就凌空爆炸;马斯克的猎鹰一号连续失败了三次,几乎让这个亿万富翁陷入破产;长征五号第二次发射因为一个很小的部件脱落而失败,也让东方红五号平台的首发星无从验证;国际上创业企业的小型火箭,首发失败就更不稀奇,被业界广泛关注的新西兰“电子”火箭,第一次发射就遭遇了失败……

纵观这些现代新型火箭早期飞行失败的原因,一般是设计师们希望制造出比从前更大的型号,或者尝试新的思路、器件、材料和工艺,来实现更好的性能或者更好的经济效益,属于技术上具有挑战性的型号,难免遭遇失败。

从失败中,潜心钻研并痛定思痛的人们,往往会冷静下来,第一时间去找出未曾预知的原因,期翼从失败中,能够知道自己在哪些方面做得不对、做得不够,得到有价值的知识来改进设计或者工艺,逐步完善设计和制造,使后续火箭的成功率逐步上升。

然而,需要注意的是,我们在这里讨论的是“完善”。这是因为,在现代设计和分析工具的支撑下,如果一种设计方案从原理上就不具有合理性,是很难走下绘图板、通过评审会的,更不要说投入部组件的生产和组装。我们在前面提到的几种火箭虽然遭遇了早期失败,但并没有导致总体设计被推翻重来。所以,它们的早期失败是很具有价值的。

体制内航天人对待火箭失败的第一反应

虽然火箭失败是有价值的,但是对设计师和制造者来说,看到自己辛辛苦苦研制的宝贝疙瘩坠向大地,那样的痛苦是锥心刺骨的。除此之外,还有愧对合作伙伴(尤其是客户)的沉重心情,并深感内疚。合作伙伴为了采购或者研制载荷,同样付出了长期而艰辛的努力。长征五号第二次发射失败后,东方红五号团队哭做一团。长五团队看到兄弟单位这样的反应,心情是什么样的?可想而知……

1996年2月15日,长三乙火箭首发失利,时任总师兼总指挥的龙乐豪院士承受巨大压力,头上的白发更多了。

中国科学院的一位学术带头人曾经用一种精确的方式来讨论载荷的价值,他用团队的人数乘以研制周期,再除以一个科研工作者的工作年限,得出自己单位研制的那部载荷大概值两三条人命。考虑到航天发射不仅仅是火箭和卫星,还涉及到发射场、测控、下游用户等大量环节,一枚火箭如果发射失败,确实可以用“多少条人命”这种方式来计算。

正是因为如此,体制内的航天工作者对于飞行试验的成败一直存有极为强烈的敬畏之心:一旦发生事故,无论是不是自己的责任,潸然泪下是常见的反应。甚至钱学森钱老这样历经艰险的学界领袖,也曾经因为东风二号导弹的失败而把自己关在办公室里放声大哭。

所以,一个火箭研制单位在发射失败之后,几乎没有给自己找过客观原因。虽然,客观原因的确存在(前面提到,新型号的技术攻坚所带来的挑战性)。伴随沉重的是默默承受。

如果是颠覆性的失败,会带来什么?

上面所讨论的很多失败,都是很小的质量问题导致的。如果问题更加严重一点,火箭失败证明总体设计是错误的,会带来什么后果?

这是工程科学中,人们最不愿意看到的一种情况。它不但意味着设计人员无数个日夜的心血化为泡影,更意味着决策者的逻辑是错误的。

在这里,我们可以给出一个超级豪华的案例,那就是美国的航天飞机。这种被前任NASA局长格里芬称为“全错了”的型号,在起飞的时候容易发生隔热瓦碎块脱落、打伤轨道器隔热层的问题,因此导致了2003年哥伦比亚号航天飞机的事故。实际上,早在航天飞机飞行早期,NASA就意识到了这个问题,并且撰写了研究报告。但是,70年代中期以后的美国民用航天发展战略,很大程度上是围绕航天飞机展开的,使它成了一个“大到不能失败”的工程。所以,当哥伦比亚号事故迫使NASA终于承认总体设计失败之后,带来了一系列的麻烦。美国不但要在相当长一段时间里失去载人发射和返回的能力,还使国际空间站被迫只能维持3人的乘员组规模;另外,著名的空间望远镜“哈勃”也无法得到进一步的维护和升级;美国还失去了向近地轨道部署超大型载荷的能力……

2003年,《时代周刊》以哥伦比亚号航天飞机事故为封面

我们曾在《历史节点上的失误和遗憾——尼克松政府的决策失误对美国空间站计划的负面影响》一文中论证过美国70年代载人航天技术决策的短视,这也是航天飞机悲剧的根本原因。然而,从技术发展的角度,航天飞机不能认为是“全错了”。航天飞机在研制初期,是带有强烈技术探索性质的型号。为后续航天活动积累了无数宝贵的技术和知识,如今NASA正在研制的SLS重型火箭和诺斯罗普·格鲁曼公司新推出的重型火箭、美国空军正在使用的X37B空天飞机,都离不开航天飞机的技术积累。

真正的挑战者,是自己造火箭

前面所讨论的一切都有一个基础——火箭是自己造的。如果这份考卷是请枪手写的,那么无论考多少分都没有价值。这对相当多“新兴民营火箭公司”来说,都是个必须面对的问题。火箭的技术复杂、难度巨大,而且能够入轨的火箭,技术上与远程弹道导弹有着很大的相通性,因此很难拿到制造的牌照和试验的许可。

两个因素共同作用,会让缺乏真正航天精神的企业滑向一种无法让人钦佩的选择——请传统航天企业代工。事实上,这样的代工在流程上并不复杂。只要拿出钱,并且按照公开的流程申请发射场和空域使用,“新兴民营火箭公司”就可以买到火箭所需的各种关键分系统,甚至买到整枚火箭,自己只需要设计LOGO就可以了。

购买不是创新,购买不是商业航天,购买更不是太空探索精神,不是科学态度。如果发生了这样的事情,用这样的方式方法制造出来的火箭,还发生失败,也许只能够证明更多的问题:比如流程与管理,比如技术与团队,比如为业的态度与合作伙伴的选择等。这些环节对于成功来说,缺一不可。

在这里,我们还是要提及马斯克。马斯克营销的一个部分,就是直接面向公众直播他的成功或失败,至于是否伟大或其他,这些词,都是公众在主动或被动接受他的营销信息时,自己来做的判断和下的结论。

企业的成熟和厚度,在企业营销的成熟和厚度中得到直接的体现,那就是:我们只去做、去传播、去分享、去坦然面对,但,结论,仁者见仁智者见智,公众来判定。

马斯克的火箭是他的公司、他的工厂自己制造的,他的失败和他的成功,都是敞亮的。马斯克的核心技术团队同样是光明磊落展现在世人面前,猎鹰一号火箭连续失败了三次,猎鹰九号的一级回收甚至失败了十几次,这支团队也从来没有打退堂鼓,更从不怯于在众目睽睽之下直播自己反复尝试的过程。人们都承认,马斯克确实组织了一群会造火箭、想造火箭、反复失败也不改初心的团队以及企业坚定的“移民火星”目标。那么,在资本看来,这样的商业火箭公司,是值得投放的——因为他真的是在认真造火箭并朝着目标,前进。

行业资本存在的必要性

“新兴民营火箭公司”如果选择代工,很大程度上是出于资金压力。商业投资不是国家投资,更不是自然科学基金。很少有商业资本能够容忍自己的钱在三年之后还无法盈利、无法退出。那么,那些确实想搞航天的中国民营航天创业者们,会因为缺钱就做不成马斯克了吗?

我们早先撰文讨论过关于中国民营火箭公司面临的问题,包括市场、政策、人才、技术和投资。考虑到商业航天企业难免遭遇到发射失败,有关企业就可能面临各种压力,本文重点讨论一下投资。

商业航天的技术对象不仅仅是火箭,还有卫星、卫星应用和产业生态培育,这全都是长周期的项目。从投入资金到产生效益,没有几年时间是做不到的。要让整个产业生态繁荣起来,用上10年时间也并不过分。常见的商业资本,特别是追求高回报的热钱,显然不适合于商业航天。

马斯克所采用的办法,是自有资金+NASA预付款+商业投资。其中前两笔钱的数量之大,可能超过了迄今为止中国商业航天得到的全部投资。在商业投资领域,马斯克也并不是简单地向风投机构路演,他频繁动用精心打造的个人影响力,向拥有资金的政界、商界甚至演艺界人士推广关于星际移民、未来生活的梦想。虽然他的经营也面临着巨大的风险,但马斯克至少拥有两条已经盈利的产品线——猎鹰九号火箭和特斯拉电动车,还抢在NASA前面造出了重型火箭。这些都让他所讲述的故事听起来真实可信。

目前为止的中国商业航天企业领袖们,暂时都因为各种文化及其局限性,而没能实现马斯克的模式,更别提超越。但我们能从马斯克的奋斗史中演绎出一种关于“成功”的思路:一位能够发现价值、善于用综合的语境去向资本界讲述商业航天故事的业界领袖;一家能够拿出产品、能够开展运营,同时懂得引入优质资源作为有益补充的商业航天企业……在中国,这二者会在哪家企业中最终集合于一体呢?

这里就不得不谈到我们的宇宙人航空航天港,其中一个部分就是要建立一个专业化的行业投资机构。这个机构对于商业航天的长周期有着更高的理解和容忍度,能够更好地服务于技术发展和促使商业模式成熟,能够避免创业企业为了满足商业资本的退出周期要求而做出不理智的决策,更能够保护那些有潜力但尚且弱小的初创企业,对接更为有效的资源或发展思路;同时,对相对成熟的企业,提供外界所需要的“综合的语境”。

火箭失败乃航天的兵家常事,中国商业航天的未来必将是繁荣的,如果火箭发射失败能让更多型号选择符合客观规律的决策和研制路线,能让更多企业选择更为合理的发展模式,不仅仅有利于企业本身,更是造福于整个行业。只有行业的蛋糕大了,服务其中的每个企业,才会拥有更加良好的发展氛围。而宇宙人航空航天港潜心打造的行业投资机构,能为营造优质的商业航天生态环境提供更多的知识和领悟,这个过程,充满意义和价值。反观互联网行业、房地产行业、成熟的IT行业,包括影视文化圈……哪个产业生态是一蹴而就?

结语

本文没有足够的篇幅来展开讨论航天飞机的技术成就,但它引出了我们的另一种思考:一个谨慎的火箭研制单位,随时随地应该警惕自己出现设计失败的局面,这不仅仅是对自身负责,也是对投资方负责。如果型号飞行失败,首先要静下心,从顶层开始,分析自己的决策、逻辑和方法论有没有问题,或通过系列调查和分析,识别设计失败的可能性,这才是正道,才能够得到外界及资本的理解。反之,如果优先强调“我们在某某和某某步骤上已经取得成功”,宣传“我们答对了多达59分的题目”,“我们其实干得不错”……也许,市场和资本都会想,这态度够严谨吗?

也许,有人会说,这不是学习的马斯克的“悲情传播”吗?关于此,各位读者,可以去查查马斯克面对失败的传播,是建立在什么基础之上,同时,马斯克面对失败的传播,到底是怎么做的。

其内核的区别,不仅仅是专业营销团队的区别,更重要的是,首先别给失败歌功颂德。

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