海南文昌,長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)射失利,引起全國(guó)關(guān)注。雖令人失望,但也在情理之中。它還是一枚新式火箭,才第二次發(fā)射。近些年中國(guó)航天發(fā)射,給外界留下次次成功的印象,大家贊賞中國(guó)航天發(fā)射的穩(wěn)定,或許忽略了航天發(fā)射的巨大風(fēng)險(xiǎn)。最近,中國(guó)航天發(fā)射接連遇挫,提醒我們:射火箭不是開汽車,失敗是常有的事。
有句老話:成功增加你的信心,失敗增加你的知識(shí)。所以航天失敗最多的兩個(gè)國(guó)家——前蘇聯(lián)和美國(guó),恰恰是航天科技最先進(jìn)的兩個(gè)國(guó)家。美國(guó)航天人的第一偶像是發(fā)明液體火箭的戈達(dá)德,而戈達(dá)德一輩子屢屢失敗,最后也沒造出他聲稱能飛到火星的火箭。按照某種科研評(píng)價(jià)體系,他一輩子也拿不到經(jīng)費(fèi)評(píng)不上院士,更別提什么鮮花掌聲。美國(guó)人偏偏崇拜戈達(dá)德,用他來命名航天中心。美國(guó)人能走在航天最前沿,少不了這種尊重嘗試寬容失敗的雅量。
太空競(jìng)賽充滿了失敗的記錄。美國(guó)衛(wèi)星上天連著幾次不成;1958年起向月球發(fā)射“先鋒”探測(cè)器,到“先鋒4號(hào)”才勉強(qiáng)成功。前蘇聯(lián)和俄羅斯發(fā)射19次火星探測(cè)器,沒一次完全成功。美國(guó)20多次火星探測(cè)任務(wù)也有6次失敗。全世界130多次月球任務(wù)中,成功的不到70次。近幾年大熱的可回收火箭實(shí)驗(yàn),失敗遠(yuǎn)多于成功。
根據(jù)一項(xiàng)統(tǒng)計(jì),科學(xué)實(shí)驗(yàn)成功的概率大約只有5%。蘋果創(chuàng)始人喬布斯一生傾力打造的產(chǎn)品中,有七個(gè)完全失敗,誰(shuí)知道是哪七個(gè)?
科技進(jìn)步離不開試錯(cuò),只是航天失敗更令人揪心。航天,1986年的“挑戰(zhàn)者號(hào)”和2003年的“哥倫比亞號(hào)”墜毀,無人生還,是怎么也繞不過去的痛。從幾百年前的萬戶開始,飛向星空的名人堂里就滿是烈士了。美國(guó)登月成功四十周年時(shí),媒體披露了白宮在登月前預(yù)備的一份演講稿:尼克松將在全國(guó)電視講話中哀悼阿姆斯特朗和埃爾德林喪生。
想贏就得輸?shù)闷?。中?guó)探測(cè)器將于2020年飛向火星,中國(guó)還要組裝宇宙空間站,還要載人登月,這些事更顯眼,更艱難。跟在別人后面跑當(dāng)然安全;要趕超,就得準(zhǔn)備摔跟頭。
7月2日19時(shí)23分,我國(guó)在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)組織實(shí)施長(zhǎng)征五號(hào)遙二火箭飛行任務(wù),火箭飛行出現(xiàn)異常,發(fā)射任務(wù)失利。后續(xù)將組織專家對(duì)故障原因進(jìn)行調(diào)查分析。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭是我國(guó)為了滿足21世紀(jì)初航天發(fā)展需要,在2006年立項(xiàng)研制的大型低溫液體運(yùn)載火箭,也是中國(guó)首枚芯級(jí)直徑為超過5米的運(yùn)載火箭系列。由二級(jí)半構(gòu)型的基本型長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭(CZ-5)、不加第二級(jí)的一級(jí)半構(gòu)型長(zhǎng)征五號(hào)乙運(yùn)載火箭(CZ-5B)以及添加上面級(jí)的長(zhǎng)征五號(hào)/遠(yuǎn)征二號(hào)運(yùn)載火箭(CZ-5/YZ-2)組成,中國(guó)未來天宮空間站、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè),探月三期工程及其它深空探測(cè)的實(shí)施都將使用該火箭系列。
長(zhǎng)征五號(hào)有不少綽號(hào),比如“胖五”、“大力士”、“冰箭”等等?!芭治濉笔且?yàn)殚L(zhǎng)征五號(hào)的直徑達(dá)到了5米,體重接近900噸,相當(dāng)2枚長(zhǎng)征2號(hào)F火箭的重量,或者15架國(guó)產(chǎn)C919大客機(jī)的重量。“大力士”是指其巨大的運(yùn)載能力,地球同步轉(zhuǎn)移軌道和近地軌道運(yùn)載能力將分別達(dá)到14噸級(jí)、25噸級(jí)。這與美國(guó)現(xiàn)役并且執(zhí)行最多的德爾塔四號(hào)重型運(yùn)載火箭的能力差不多(直徑5.1米,地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸,近地軌道28噸)。“冰箭”是指長(zhǎng)征五號(hào)的主要燃料是液氫和液氧,液氫的溫度是零下252攝氏度,液氧的溫度是零下183攝氏度,是目前人類已知能量大的火箭燃料。
按照中國(guó)對(duì)火箭運(yùn)力的分類方法,近地軌道運(yùn)載能力20-30噸的火箭稱為大型運(yùn)載火箭,目前世界上共有7種大型運(yùn)載火箭,分別是中國(guó)的長(zhǎng)征五號(hào)、日本的H-2B運(yùn)載火箭,美國(guó)的宇宙神五號(hào)和德爾塔四號(hào)重型運(yùn)載火箭,歐洲的阿麗亞娜五號(hào)運(yùn)載火箭,俄羅斯的安加拉A5和質(zhì)子M運(yùn)載火箭。
設(shè)計(jì)建造并且發(fā)射成熟一種新型火箭的周期非常長(zhǎng),各主要航天強(qiáng)國(guó)都是以三四十年的周期來發(fā)展新一代火箭的,中國(guó)也不例外。早在1988年,中國(guó)即開始了新一代大型運(yùn)載火箭的論證工作。中國(guó)火箭專家認(rèn)為,舊的長(zhǎng)征火箭系列存在著運(yùn)載能力低,芯級(jí)直徑小,型號(hào)偏多,型譜重疊,可靠性不高,發(fā)射準(zhǔn)備周期長(zhǎng),使用的偏二甲肼和四氧化二氮推進(jìn)劑毒性大且價(jià)格昂貴等諸多問題。在2001年新型火箭預(yù)研工作開始前,就明確了新一代火箭的運(yùn)力指標(biāo)、級(jí)數(shù)、推進(jìn)劑種類,并要求新型火箭高可靠、低成本。在2006年新火箭立項(xiàng)開始研制時(shí),確定了“一個(gè)系列、兩種發(fā)動(dòng)機(jī)、三個(gè)模塊”的總體發(fā)展思路以及”通用化、系列化、組合化”的設(shè)計(jì)思想。
“三個(gè)模塊”是指使用液氧/液氫的5米直徑模塊,使用液氧/煤油的3.35米直徑模塊、2.25米直徑模塊;“兩種發(fā)動(dòng)機(jī)”是指新研制的地面推力50噸YF-77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)和地面推力120噸YF-100液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī);在三個(gè)模塊基礎(chǔ)上第一步組合制造出5米直徑芯級(jí)的大型運(yùn)載火箭,再進(jìn)一步組合制造出3.35米直徑芯級(jí)的中型運(yùn)載火箭和小型運(yùn)載火箭,最終形成近地軌道運(yùn)力覆蓋1.5-25噸,地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力覆蓋1.5-14噸的“一個(gè)系列”。按照方案,新長(zhǎng)征系列火箭運(yùn)載能力相比原長(zhǎng)征火箭大幅度提高;使用推進(jìn)劑無毒無污染;采用“三化”的設(shè)計(jì)思想降低成本;比傳統(tǒng)火箭普遍少一級(jí)的一級(jí)半或二級(jí)半構(gòu)型提高火箭固有的可靠性;擁有完整的運(yùn)載能力覆蓋范圍。
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭是長(zhǎng)征五號(hào)系列的基本型號(hào),為帶助推器的兩級(jí)火箭。助推器采用4個(gè)3.35米直徑模塊,每個(gè)助推器配置2臺(tái)120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)YF-100,每個(gè)助推器有1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可單向擺動(dòng)。一子級(jí)采用5米直徑模塊,安裝2臺(tái)可雙向搖擺的50噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)YF-77。二子級(jí)采用改進(jìn)自長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭三子級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的YF-75D作為主動(dòng)力,發(fā)動(dòng)機(jī)可雙向擺動(dòng),能兩次起動(dòng),同時(shí)配有輔助動(dòng)力系統(tǒng)。整流罩與有效載荷一起垂直整體運(yùn)輸、吊裝。
2009年長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭進(jìn)入初樣研制階段,完成以5.2米直徑整流罩和5米直徑火箭艙段制造生產(chǎn)試驗(yàn)。2013年長(zhǎng)征五號(hào)進(jìn)入試樣研制階段,開展火箭生產(chǎn)、總裝和測(cè)試。2016年11月3日,長(zhǎng)征五號(hào)火箭首飛取得成功。
即使是美俄歐洲等幾個(gè)航天大國(guó)或地區(qū),實(shí)驗(yàn)重型火箭都失敗過,近年來也頻頻出現(xiàn)發(fā)射失利的情況。歐洲的阿里亞娜火箭發(fā)射107次,成功率93%。美國(guó)的德爾塔運(yùn)載火箭發(fā)射251次,成功率為94.4%。成功率的是蘇聯(lián)聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭,截至1993年4月發(fā)射了1012次,失敗17次,成功率98.3%。
從全球航天發(fā)射領(lǐng)域來看,中國(guó)長(zhǎng)征火箭一直保持較高的成功率和可靠性。長(zhǎng)征火箭首次對(duì)外公布的發(fā)射失敗記錄是1996年8月18日,這是該火箭執(zhí)行的第42次發(fā)射任務(wù)。
2016年9月1日,太原衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射高分十號(hào)衛(wèi)星失利。不愧是G2,中國(guó)和美國(guó)在各個(gè)領(lǐng)域都要發(fā)生碰撞和爭(zhēng)奪,不僅是奧運(yùn)會(huì)金牌,發(fā)射衛(wèi)星也是。仿佛就像是事先約好了的,美國(guó)也馬上要求失敗一次。這一天美國(guó)SpaceX獵鷹9號(hào)火箭在發(fā)射前發(fā)生爆炸。
截止2016年9月,中國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭共有235次發(fā)射,平均每年十余次,其中完全失敗3次,部分成功1次,成功率高達(dá)98%。
隨后的近一年時(shí)間,中國(guó)的火箭發(fā)射似乎不太順利,2016年11月3日,長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭首次發(fā)射,實(shí)踐十七號(hào)衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道,又實(shí)施了二次傾角控制和五次定點(diǎn)捕獲,最終才定點(diǎn)成功。2016年12月28日,長(zhǎng)征二號(hào)丁火箭發(fā)射高景一號(hào)衛(wèi)星,衛(wèi)星沒能進(jìn)入預(yù)定軌道,經(jīng)數(shù)次變軌后進(jìn)入軌道。2017年6月19日,長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射中星9A衛(wèi)星任務(wù)失利。
航天發(fā)射是高風(fēng)險(xiǎn)的活動(dòng),存在很大不確定性。1962年3月21日,中國(guó)自主研制的第一枚東風(fēng)二號(hào)彈道導(dǎo)彈首次飛行試驗(yàn),21秒時(shí)導(dǎo)彈完全失控,69秒后導(dǎo)彈墜毀。聶榮臻總結(jié)說:“既然是科學(xué)試驗(yàn),總會(huì)有成功,有失敗。成功了,我們就取得經(jīng)驗(yàn);失敗了,我們就得到教訓(xùn)!成功了,功勞是你們的,失敗了,責(zé)任由我來負(fù)!”對(duì)面發(fā)射失敗,錢學(xué)森也說:“科學(xué)試驗(yàn)如果次次都能成功,那又何必試驗(yàn)?zāi)?。?jīng)過挫折和失敗,會(huì)使我們變得更聰明?!庇辛耸。瑧?yīng)該振作精神,分析原因,采取切實(shí)可行的措施,繼續(xù)再戰(zhàn)。
航天事業(yè)就是在一次次的失敗中成長(zhǎng)起來的,前途是光明的,道路是曲折的。中國(guó)航天加油!