昨晚中国人都在睡觉，美国完成一项壮举，告诉我们中美差距有多巨大
2018/2/7 新华每日电讯
来源：环球时报(ID：hqsbwx)
作者：耿直哥
就在几个小时前，美国人成功发射了目前全世界运载能力最强的超级火箭——“猎鹰重型”。在一些媒体看来，这枚火箭的成功发射已经令人类“登陆和殖民火星”的梦想变得越发现实起来，重返月球更是不再话下……
比起这些噱头，真正让我们中国人震惊的是：造出这种火箭的竟然是美国的一家私人企业，而我们国家距离造出这种量级载荷的火箭还有很长一段路要走。
全世界独一无二的最强火箭
北京时间今天凌晨，全世界的目光都对准了美国宇航局的肯尼迪发射中心，因为美国目前最牛的私人宇航公司SpaceX，在这里发射了一枚远超目前全世界所有火箭的超级重型运载火箭——“猎鹰重型”。
1年多前，我们成功发射了目前国内最强的“长征5号”运载火箭，但它的运载能力，连这个“猎鹰重型”的一半都达不到……这次，美国人是用纯粹的实力告诉了我们中国人，中美间的差距还有多么巨大……
用更直观的数字来说，我们2016年11月首飞成功的“长征5号”能把25吨重的货物运送到“近地球轨道”，其极限是运送一个5吨左右的火星探测器到火星；而美国的“猎鹰重型”的“近地球轨道”载荷为63.8吨，其抵达火星的载荷则为我们的3倍，为16吨。
不仅如此，这枚“猎鹰重型”火箭还毫无悬念地“碾压”了在2018年2月7日之前美国现役最牛的重型火箭“德尔塔IV型”(“近地球轨道”载荷为28吨)。
当然，大家一定会问这个“猎鹰重型”63.8吨的“近地球轨道”载荷，又到底意味着什么呢？
大家知道我们打算在2030年实现的载人登月计划吧？要实现这个计划，我们现在的长征5号的载荷是不够的，还需要尚在规划中的长征9号超级火箭才可以。
可如果美国人想重返月球的话，他们现在就已经可以凭借“猎鹰重型”实现这个我们中国人还要12年才能实现的目标了。
然而，SpaceX的梦想，是登陆和殖民火星……
敢想敢干的美国最牛企业家之一
说起 “猎鹰重型”的成功，就不能不提这枚火箭背后的那家美国私营企业SpaceX，以及这家公司的老板埃隆·马斯克(Elon Musk)。
其实，咱中国人对于这个美国企业家并不陌生，因为不少中国大城市的马路上已经纷纷出现的昂贵又帅气的电动汽车品牌“特斯拉”，就是马斯克缔造的。
不仅如此，他还与另一个不少中国人都很熟悉的东西有关： 网络在线支付平台。
如今，网络支付平台已经在我们生活中不可或缺——但你或许不知道的是，数十年前当网络支付平台刚开始在全球走红的时候，引领风头的就是马斯克参与缔造的Paypal。
在通过Paypal发家后，马斯克很快将大笔资金投入到了他更喜爱的科学技术领域，一边搞出了特斯拉电动汽车，一边则成立了今天成功发射了“猎鹰重型”超级火箭的SpaceX宇航公司，开始实现他探索宇宙的梦想。
公开资料显示，马斯克起初并没有得到过任何美国官方机构的帮助，他从一开始走的就是纯粹的商业路线：起初先是想从欧洲和俄国人那里买个廉价火箭用，但后来发现对方要价都太高，于是他便成立了SpaceX公司自己做火箭，而且他还要做完全可以商业化推广、价格亲民、成本低廉的“火箭”，要让更多的人可以实现探索宇宙的梦想。
可在美国，一个私人公司真能做火箭吗？他哪儿来的人才呢？
这里就要提一下当年美国和前苏联的太空争霸历史了。我们都知道早在上世纪50～60年代，在我们新中国刚刚建立，工业化才刚刚起步时，美苏两大超级大国就已经开始用火箭把宇航员往太空中送了。其中在60年代末期，美国人甚至研发出了今天都还没有任何国家能超越的“土星5号”超级重型火箭，其载荷比今天的“猎鹰重型号”还要多出近一倍，并成功把美国宇航员阿姆斯特朗等人送上了月球。
于是，这起步极早且早在半个世纪前就已经达到惊人高度的美国航天业，自然也给今天的美国培育了大量的航天人才以及可供民间企业使用的丰富航天资源。
而马斯克也成为了 “前人种树、后人乘凉”的受益者，在SpaceX于2002年成立后，他迅速网罗了一大批拥有丰富航天科技经验的人才，比如他的副手汤姆·穆勒(Tom Mueller)。
说起来也有趣，这位穆勒先生原本是给美国官方的宇航局(NASA)打工的，在NASA的一家供应商担任火箭引擎的工程师。然而，由于体制原因，他原本参与的一个“低成本火箭引擎”国家级项目被当时新上台的美国总统小布什给“砍”了。结果这位动手能力极强，甚至能在自己家里就造出小型简易火箭引擎的工程师，就这样被马斯克招揽了过去，成为了今天SpaceX公司的灵魂人物，为马斯克的公司打造出了今天成功令“猎鹰重型”火箭升天的梅林引擎。
不过，罗马也并不是一天建成的。在“猎鹰重型”成功的道路上，马斯克和穆勒等人也付出了大量的心血乃至不少失败的代价。尤其是马斯克今天之所以能让绑着27个梅林引擎的“猎鹰重型”顺利升天，打破了之前所有人对这一结构稳定性的强烈担忧，正是因为他的团队过去10多年来都在努力做好的一件事：不断完善梅林这款火箭引擎，以及围绕该引擎而打造的核心产品 “猎鹰9号”火箭，并随着技术的成熟而不断降低成本。
(图为猎鹰9号)
是的，马斯克的团队10多年来的投入和精力，只是为了把一款火箭做精，把一个引擎做强。
于是，他们不仅实现了今天在“猎鹰重型”上的成功，他们的“猎鹰9号”火箭更是成为了目前全世界成本最低廉，性能也最为稳定可靠的火箭，也因此成功占据了目前全世界火箭商业发射市场的绝对份额，几乎把原本占据市场主流的欧洲和俄罗斯全都挤了出去!
不仅如此，马斯克的团队还在3年前就在全世界率先实现了火箭“回收”的技术，从而“颠覆性”地解决了火箭发射最主要的成本问题。
于是，当今天美国官方的宇航局NASA还在为研发经费发愁的时候，纯商业运作的SpaceX却混得“风生水起”，结果反倒是NASA需要找SpaceX寻求帮助了。
美国科技新闻网站The Verge.com就报道说，一旦“猎鹰重型”火箭成功，NASA今后很可能会在重返月球方面寻求与SpaceX的合作，因为虽然 NASA目前也在研制自己的新一代登月重型火箭，而且载荷要比“猎鹰重型”强出不少，但发射成本却是“猎鹰重型”的10倍之多，所以一旦“猎鹰重型”像“猎鹰9”一样在技术上变得更加稳定，商业的运作上也成熟起来，NASA很难不对其心动。
逆天的营销
不过，比起与NASA合作，让自己的“猎鹰重型”火箭能够像“猎鹰9”那样成功变现，给公司带来商业化的收益，才是马斯克更关心的。
所以，早在这次发射前，同样极具商业头脑的马斯克就已经在为他的这款新型火箭谋划出了一个“一石二鸟”的营销套路。
何谓“一石二鸟”呢？原来，这马斯克居然是把自己的一辆特斯拉跑车塞到了火箭里，并打算用火箭把这辆轿车送上火星轨道!
特斯拉的红跑车里面坐着一个叫Starman的假人，穿着太空探索公司的新宇航服，车里放着一本《银河系搭便车指南》
这个极为疯狂也极具想象力的营销也就意味着，“猎鹰重型”成功发射，等于是同时给自己的两个公司的产品都打了广告。而且让跑车进入火星轨道并绕着火星“飞驰”，还透露出他下一步打算对公众开放“宇宙观光”的计划，甚至未来打算让人们坐他的火箭前往火星去寻找新生活的“野心”!
为啥咱中国没有这种火箭？
相信大家一定会有这样一个疑问：为啥咱中国没有这种火箭呢？
这绝不是因为咱们中国人的智商不足，或是国家的投入不够，而是因为我们与美国在火箭领域先天就存在着巨大差距，这也就决定了我们的发展重点也与马斯克和他的SpaceX会存在较大不同。
先天的差距方面，正如前面所说的：美国1969年就已经成功用“土星5号”这种上百吨载荷的超级重型火箭把宇航员送上月球了，而我们在1970年才刚刚用远程导弹改造过来的、载荷仅为300千克的长征一号火箭把我们的第一颗人造卫星送上天……
当然，对于一个1949年才刚刚建国，且工业基础基本为零的新生国家，我们能在短短20年就有第一颗卫星上天，也已经说明了我们强大的追赶能力。
然而，火箭这种涉及基础学科和工业化水平的领域，并不是一朝一夕就可以追赶上的。所以当美国像SpaceX这样的私企都已经在研发“猎鹰重型”这种超级火箭时，我们还必须一步一个脚印地先把我们的“长征5号”给弄稳定了，然后再去考虑在2030年实现“长征9号”这种光引擎技术就与“长征5号”完全不可同日而语的国产重型火箭。
所以，虽然2016年“长征5号”的升空令我们从“航天大国”成为了“航天强国”，但我们中国人可千万不能因此就“飘飘然”，觉得自己很牛了。和美国人比航天，我们仍然还是“学生”，而今天美国人成功发射的“猎鹰重型”更应该让我们清醒过来了!
但我们也相信，只要我们的国家保持稳定发展，这个差距就能被我们一点点追上。毕竟我们“集中资源办大事”的体制在追赶技术差距上还是有很大优势的。而且到时，我们今天“种下的树”也必定会让这个国家的新一代人才获得比今天更广阔的逐梦空间与资源!
文章最后，让我们再一起欣赏一下这次“猎鹰重型”火箭发射的精彩全过程吧!
新闻链接
航天新观察
疯狂的火箭
来源：航天新观察
作者：白瑞雪、苏菲雅
假如宇宙中存在地外生命，假如地外生命对地球人类的活动了如指掌，从今天开始，他们或许会注意到，在地球与火星之间的轨道上，出现了一枚通体红色的新物体。
地球上，它被称为汽车，是一种将能源转化为动能从而驱动位移的机器。与基于相似原理飞出地球大气层的第一颗人造卫星Sputnik1相比，它的诞生足足早了70多年。
千百年来，在地球人类为摆脱空间约束、实现自由运动而尝试的种种努力中，太空飞行一定是最为醒目的，其基础为运载火箭。
把这辆红色特斯拉汽车发射到宇宙空间的火箭，是继上个世纪阿波罗登月火箭“土星五号”(Saturn V)之后最为强大的航天运载工具：“猎鹰重型”(Falcon Heavy)。
——它能将货物和人员送上月球，甚至火星。
一年前你要是告诉我：下一个飞往火星的人造物体是一辆播放着摇滚音乐的特斯拉敞篷跑车，载了一位叫Starman的仿真宇航员，他带着毛巾和一本《银河系漫游指南》，而他面前的液晶屏上写着来自这本书的忠告：Don’t Panic(不要恐慌)……估计连科幻小说都不敢这么写。
▲马斯克在SpaceX发射控制室里录下的画面：现在有辆车在地球轨道上飞～～
实事求是才是硬道理
整个业界都在等待这枚火箭的冲天一跃。毕竟，距离首次宣布发射计划的时间已经过去5年了。
▲SpaceX员工正在等待火箭发射
北京时间2月7日4时45分，数次推迟首飞的“猎鹰重型”终于从卡纳维拉尔角升空。随后，SpaceX公司CEO马斯克在Twitter上分享了发射成功、助推器垂直着陆的消息。按照他此前“只要别在发射台上炸毁、就算试飞成功”的标准来衡量，这简直是一次完美的首飞。
点击下方观看发射现场视频
▲倒计时10分钟
▲发射瞬间
▲助推器成功着陆回收
LEO(近地轨道)63.8吨，GTO(地球同步转移轨道)26.7吨，Mars(火星轨道)16.8吨——“猎鹰重型”稳稳地摘下了世界现役火箭运载能力的金牌。
为它提供高达22819千牛起飞推力的，是同时工作的27台梅林(Merlin-1D+)发动机。这让“猎鹰重型”也成为了目前世界上发动机数量最多的火箭。
梅林发动机的性能并不出众。作为一家创立于2002年的商业航天公司，SpaceX曾试图从老牌航天强国俄罗斯购买发动机，未果——大概是太贵了。最终，在高性能的高压补燃循环发动机与性能较低的开式循环发动机两种自研方案之间，他们选择了后者，堪称有多大能力办多大事的典范。
“SpaceX不追求技术上的高大上，而是注重通过创新的方案设计实现性能最优和成本最低，体现了脚踏实地与勇于创新的完美结合。”一位业内人士评价说。
推力不足，数量来补。“人多力量大”式的发动机并联思路，被外界认为风险较高。在传统设计理念中，为避免多发动机耦合振动导致火箭可靠性下降，火箭一子级发动机数目通常控制在10台以内。上个世纪六七十年代，第一级使用30台发动机的N-1火箭4次试飞均失败，苏联的登月梦想随之落空。
显然，“猎鹰重型”通过先进的动力冗余技术和模块化设计，解决了发动机数量与可靠性之间的矛盾。
同样，在箭体设计上，“猎鹰重型”突破了“要保证控制系统稳定、长细比不能大于16”的常规思路，火箭长细比(长度与直径之比)接近20。换句话说，3个3.6米直径的火箭模块并联，实现了通常观念中“大芯”才能获取的强大运载能力。这不仅使得这枚火箭呈现优雅颀长的外形，也提供了构建“大火箭”结构的另一种路径。
这是系统科学思想所创造的技术硕果与工程美感。
中国航天的开创者钱学森在上个世纪50年代提出：用不完全可靠的元器件，能够组成一个可靠运行的系统。今天SpaceX的商业航天实践再次证明：即便是不够强大的元器件，也能集成为超级强大的巨系统。
当然，实现这一目标的前提在于，拥有创新的设计理念、高超的设计能力和敢于突破陈规的勇气。
不赚钱的商业航天都是耍流氓
不赚钱的商业航天都是耍流氓。谁家能赚钱，先得比比谁更能省钱。
以火箭回收为标志，“猎鹰”一直在证明自己的多快好省。“猎鹰重型”继承了“猎鹰-9”成功实现的发动机推力调节、推进剂管理、高精度姿控、热防护、着陆支撑结构等自主可控回收关键技术，此次发射后3枚一级火箭全部回收，火箭一子级助推器分离和一二级分离均采用可重复使用的“冷分离”机构，一、二子级发动机也进行了可重复使用设计。简而言之，它浑身都是宝，下次还能跑。
就连这枚“猎鹰重型”本身也是一枚“半二手”火箭，一子级的两个助推器均由以往发射任务回收的“猎鹰-9”火箭通用芯级改装而成。“芯级变助推”的模块化、通用化设计，可以最大限度地共用生产设备和零部件，省钱。
▲NASA给SpaceX的发射许可证
可重复使用技术日渐成熟，全球具备该领域技术储备的航天机构不止一二。但是，不差钱的机构们还在无休止地论证，而SpaceX已经大刀阔斧地去干了。这就是民企的商业动力，值得尊重，发人深省。(请允许我向那些鄙视企业赚钱的人表达我森森的鄙视!)
航天飞机退役后将重心转向深空探测的NASA，把近地轨道留给了民营企业。但后者的野心不止于此。随着“猎鹰重型”的成功，民企的发射能力从近地轨道、中小型载荷拓展到了火星轨道、大型载荷。
尽管业内对于回收复用能否实现低成本仍存怀疑——比如，可重复使用部件的检修代价多大？马斯克对外公布的数字是否有泡沫？“猎鹰重型”目前发射报价仅9000万美元，折合近地轨道载荷每公斤1410美元。与各国主流火箭每公斤数万美元的现价相比，简直就是白菜价!
业内人士认为，SpaceX重型火箭的确实现了低成本的话，意味着商业航天很可能成为主流的运载火箭，将对全球运载市场造成巨大冲击。
▲马斯克在发射现场接受采访
这些年，马斯克吹过的牛
天下火箭，唯大不破。大，可以将人与货物发射更多、更远——到月球，到火星。
马斯克想上火星，地球人都知道。国际宇航联大会上，他的演讲时段特意单独进行，因为太多人想听听这位航天明星“让人类成为多星球生存物种”的蓝图是多么吸引人，或者，不靠谱。
在他的构想中，将人类送上火星的运输系统叫“星际运输系统”(Interplanetary Transport System，简称ITS)，由可重复使用的飞船和BFR火箭构成。BFR火箭近地轨道运载能力550吨，为“土星五号”的4.7倍，“猎鹰重型”的8.6倍。
2022年发射货运飞船，未来10年内实现人类移民——飞向火星的时间表已经很紧张了，尽管它超前得让人不敢相信。可是，有什么是不可能的呢？马斯克说：“福特造出便宜、可靠的汽车时，人们问，马车怎么就不能用了？那是一个巨大的赌注，而福特成功了。”
马斯克继续规划，这一星际长途运输工具同样可用于地球旅行。登船、发射、进入地球轨道，BFR能将乘客在1小时内送抵地球上任意地方：香港到新加坡22分钟，伦敦到迪拜29分钟，洛杉矶到多伦多24分钟。
将出行路线进一步降低至地表，马斯克2013年提出了Hyperloop计划，打造在真空管道中奔跑的“超级高铁”，时速可达1290公里，从华盛顿到纽约不到30分钟。
乍听上去真不靠谱啊……不过，用于BFR的更大推力甲烷燃料发动机Raptor已于2016年9月点火测试成功，“超级高铁”也在拉斯维加斯的沙漠中完成了几次短距实测，首条客运线路可能2021年投入运营。而“猎鹰重型”的首飞成功，又在SpaceX证明自己“不是PPT公司”的路上增加了一枚有分量的砝码。
所谓牛人，就是把自己吹过的牛一个个实现的人。
▲特斯拉跑车镜头
科学技术的极致浪漫
回到“猎鹰重型”。别忘了，它正在把一辆樱桃红色的特斯拉跑车送上地火转移轨道。
乡愁是一条长长的椭圆轨道，火星在这头，地球在那头。套用地球诗人的句子，我们未来在火星上生活的后代大概可以这样描述这条连接地球故土与火星新家园的深空飞行轨道。
通过这样的转移飞行，数十枚探测器到达了火星地表或环火星轨道。目前绕火星工作的探测器仍有6枚：美国的“火星奥德赛”(Mars Odyssey)、“火星勘测轨道飞行器”(Mars Reconnaissance Orbiter)和“火星大气与挥发演化探测器”(MAVEN)，欧空局的“火星快车号”(Mars Express)，印度的“曼加里安火星探测器”(Mars Orbiter Mission)，以及欧洲和俄罗斯联合研制的“微量气体轨道器”(Trace Gas Orbiter)。
很遗憾，人类第一辆飞上太空的汽车很难加入它们的行列。作为“猎鹰重型”首飞载荷的特斯拉汽车，并不是一枚具备推进与制动功能的飞行器，无法通过动力减速从地火转移轨道进入火星轨道。未来的日子里，它很可能在地球与火星之间来回穿行——如果要给这段旅行加上一个期限，按照马斯克富有诗意的说法，它会一边播放着“太空怪谈”(Space Oddity)歌曲，一边在太空中遨游亿万年。
▲Tesla Roadster的预定轨道
汽车电能耗尽之前，这首在1969年地球人首次登月3个多月后面世的经典歌曲里，英国摇滚歌手大卫·鲍伊(David Bowie)会一遍一遍吟唱“地面指挥呼叫汤姆上校(Ground Control to Major Tom)……”
汤姆上校是歌手假想的一位宇航员。执行完一次充满风险的太空飞行任务后，他随失联飞船迷失在了宇宙深处。作为全球商业航天的领军人与开拓者，马斯克像宇航员一样勇敢前行却从不曾迷失。对于自己无比宏伟的目标，他的计划清晰、坚定而充满激情。
火箭首飞试验，通常会装点铁疙瘩作为载荷。守界限制了我们的想象力，而跨界的马斯克选择了自己的另一个跨界产品，汽车。对于这位同时在航天、电动汽车、太阳能等多领域纵横驰骋的科技狂人，业内人士感慨：“他每次都将某个行业之外的技术用于改变这个行业，这种跨界创新可能会成为当今社会科技创新的一个主流方向。”
关于这枚特殊载荷，很多人说是一次前无古人、后难有来者的广告营销。也许我们忽略了一个事实：由于不再需要氧气燃烧参与动力供给，电动汽车实际上就是一种能够在无氧气星球表面运行的交通工具。石油产品作为汽车必需燃料的阿波罗登月年代，宇航员不得不使用以变推力火箭发动机打造的月球车，而随着电能驱动汽车技术成真，只要太阳能获取充足，汽车完全可以在人类变成“多星球生存物种”之前成为“多星球交通工具”——马斯克此举，是否为未来月球人、火星人将特斯拉用作出门标配而预热？
当然，我更愿意视之为一次单纯的浪漫主义表达。自从阿姆斯特朗在月球上迈出了“人类的一大步”，以航天为代表的现代科学技术赋予我们最宝贵的精神滋养，就是极致的浪漫主义、理想主义与英雄主义。
它跨越语言与地域，与你我共鸣。
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