世界首富马斯克,底层有一套强大的思维方式_详细解读_最新资讯_热点事件

编者按:本文来自微信公众号“混沌大学”(ID:hundun-university),作者:混沌大学,36氪经授权发布。

1月8日,彭博社发文称,美国特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克超越亚马逊创始人杰夫·贝佐斯成为世界新首富。

彭博社称,在过去的一年里,得益于其持续的利润,特斯拉的股价飙升。马斯克的财富不断增加,“这可能是历史上最快的财富创造”。

得知成为世界首富的消息后,马斯克在社交媒体上回复说,“好奇怪”,又说,“好吧,回去工作了……”

作为特斯拉、SpaceX、Neuralink等多家明星公司的老板,马斯克涉足的领域覆盖了电动汽车、自动驾驶、太空旅行、超级高铁,甚至是脑机接口。

更关键的是,在这些领域马斯克都取得了非凡的成就,比如他创立的SpaceX,仅用了10年就能用货运龙飞船为NASA往空间站运送货物;又过了8年,就把宇航员送入了太空,由此开启了全球商业载人航天时代。

他既赢得了“硅谷钢铁侠”的称号,也成为全球科技圈最热门的领袖之一。

马斯克究竟凭什么能做到?

因为他的思维方式不同凡响,他一直在用第一性原理思考问题。

马斯克独到的思维方式

去年5月31日,马斯克的SpaceX公司把宇航员送入了太空,由此开启了全球商业载人航天时代。

SpaceX也成为了首个掌握载人飞船制造和发射能力的私营公司。在这之前,这项任务都由国家队承担。

在创办SpaceX之前,马斯克的创业故事其实有点老套——上门推销,被质疑,被拒绝,屡战屡败,屡败屡战,先后成功创办了Zip2和互联网金融服务公司“x.com”,第二家公司后来发展成为如今鼎鼎有名的PayPal。

总之,都是围绕着互联网领域在创业,虽然也很成功,但与其他互联网创业者相比,并没有太大不同。

那时候,相比其他领域,互联网领域的创业相对容易。投资界经常说的一句话就是:“做实业已经过时了,何况又那么痛苦,还是互联网好啊,圈钱也容易。”

但很快,马斯克就纵身一跃,跳出了这个舒适区,变得让很多创业者也不理解。

28岁时,马斯克以3亿美元卖掉了他创办的第一家互联网公司;

31岁时,马斯克又以15亿美元卖掉了他和彼得·蒂尔联合创办的第二家互联网公司。

之后,马斯克主要把钱投在了三个领域:航空航天、电动车、太阳能。

明眼人都能看出来,这三个领域有个共同特点:长期停滞不前的高科技行业。

但马斯克当时把自己之前创业的财富一股脑儿倾注在上面,被很多人认为是“自杀式”的创业。

最艰苦时候,SpaceX、特斯拉两家企业都面临倒闭的风险。

SpaceX的第一枚火箭前三次发射尝试都失败了,几乎濒临破产,直到接到NASA价值16亿美元、向国际空间站运送补给的合同才勉强续命;

特斯拉曾接到1200多份订单、几千万美元订金,却只能交出不到50辆电动车。

马斯克甚至都被当成是兜售虚假希望的骗子。

所幸,他都咬牙挺过来了。

三家企业也都被做活了:SpaceX成为航空航天业最稳定的运营商;特斯拉已经是全球最酷、最畅销的纯电动豪华汽车;太阳城目前是最大的消费者商用太阳能电池板安装供应商。

不是说这马斯克的公司赚了多少钱,而是做出了确实令世界惊艳的产品。

完成了这些看似绝无可能的任务之后,他又野心勃勃地开始尝试让人类能够移民火星的未来10年计划。

驱使马斯克完成这些看似绝无可能任务的,肯定不是名利,而是强烈的使命感,以及在极少数人身上可贵地伴随终生的好奇心。

当被问到为什么选择做特斯拉这种失败率高于成功率的产品时,他认为,这只是他觉得这是应该要去做的事情,而且他不想苦等别人来实现。

当被问到为什么成立SpaceX时,他认为是为了帮助他积攒财富和经验,实现移民火星的目标。

这些回答听起来有点耸人听闻,甚至会被批评“太装”。

不过,如果你了解这个特立独行的“钢铁侠”之前的演讲和访谈,你就会知道这些话恰恰浓缩了他的“商业思想”。他知道如何创造财富,不过更关注自己创造财富的目的。

有个细节体现得很明显。2014年5月,他受邀参加极客公园奇点大会,首次在中国亮相。

那天当被问到对那时炒得很热的“亚轨道旅游”怎么看,为何SpaceX不参与这个看起来也有利可图的市场时,他嗤之以鼻,认为这除了赚点富豪的钱,对技术和人类没有任何实质的推进作用,他对此毫无兴趣。

回望过去十几年马斯克成立的公司,可以发现都集中在三个有关人类长期生存风险的项目上:气候变化、地球依赖、人类退化。

当然,不论强烈的使命感还是取得的非凡成绩,都不是凭空而来的,背后必然有一种与众不同的思维方式。

如果问马斯克,他的思维方式是什么,他可能会告诉你一个关键词:第一性原理。

为什么第一性原理如此重要?

马斯克在不同的商业领域都非常成功,但他并不是针对不同的领域提炼不同的方法论,而是把同一种底层思维应用到不同的领域。

对于马斯克而言,这个底层思维就是第一性原理。

第一性原理的思考方式,就是用物理学的角度去看世界,一层一层拨开事物的表象,看到里面的本质,然后再从本质一层一层往上来走。

生活当中,人们总是喜欢类比思维,别人做了什么,我们也要跟随去做,这是从众效应。

如何打破从众效应呢?恰恰是物理学的思考方式可以让我们回归到问题源头,去发现一些反直觉的东西。然后对问题进行拆解,进而实现组合式创新。

马斯克认为,如果一件事情在物理上是可能的,那就一定可以实现。如果中间卡壳了,也只能是被某个物理上的局限给堵死了。

他早期的下属曾调侃:“埃隆会拿秒表记录自己敲键盘的速度,用总代码量除一下,然后按这个时间给我们下任务”。

不要和他说这里有什么人性弱点,法规限制或是社会观感,马斯克觉得所有下属存在的意义,就是帮他消除这些“非物理性”的障碍,如果做不到就滚蛋。

“第一性原理”看起来过于极端,或是过于天真,它暴力地取消了现实的复杂性。

但这种剃刀般锋利的思维方式,往往可以从迷雾中抓住本质,单刀直入,简化目标。

马斯克在清华大学和钱颖一教授的对话中,描述了物理学的第一性原理。

接下来,我们就能看到马斯克在不同领域,如何通过反复运用相同的第一性原理去实现商业创新的。

首先是用第一性原理发现了使命。

一提到使命这个词,我们会觉得属于鸡汤,没什么意思。

但与众不同的是,马斯克在很小的时候就开始思考自己的使命,可以说,他一生的事业几乎都是他使命的副产品。

那他是如何发现自己使命的呢?就是顺着第一性原理的思考方式往下挖。

他觉得他一直有一种存在的危机感,读大学时,他选了大概五个方向,认为对人类未来影响最大:互联网、可再生能源、太空探索、人工智能及重组人类基因。

你会惊讶地发现,他的使命果然引导着他的事业,这几个方向就是他后来在做的。

更不可思议的是,以上所有这一切其实都是为了“移民火星”做准备。当看到这四个字的时候,你是不是觉得有点像科幻小说一样?你会觉得他的钱可能实在没处花了,随便搞一个业余爱好而已。

但是,前面我们也看到了,他在极为认真地做“移民火星”这件事。

为什么要“移民火星”呢?

他的理由非常有意思。他认为,历史上,地球已发生过5次物种大灭绝,每一次都有大量的物种灭绝。历史上的物种种类有20亿之多,到今天却寥寥无几。而根据历史做一个推演,未来5000万年内,很有可能再发生一次地球物种大灭绝。

他认为,面对这种情况,我们需要为人类的物种做一份复制,最适合放在哪里呢?目光所及的地方就是火星。这就是他讲的移民火星的意义。

他还有一个具体的目标:40—100年后,要帮100万人移民火星。

为什么是100万人呢?

马斯克计算,如果有100万人到了火星上,足以帮助人类繁衍下去,即使地球被毁灭掉,那100万人也可以继续在火星生存,或者继续移民更远的地方。

他说我能做到它,只要想到这件事情,任何目标我全能做到。

所以,当你用第一性原理去找你真正的使命,它将牢不可破,有足够长的周期。

“移民火星”的三个阶段

接下来,马斯克把“移民火星”这个大目标拆解为三个阶段。

第一阶段得发明火箭。他从来没做过火箭,也没人相信他能做火箭,所以一开始他只能花自己的钱,但那些钱用来发射火箭杯水车薪。

所以他第一阶段的火箭很小,“猎鹰一号”的载重量只有一吨。

第二阶段是实现太空旅行。这时他需要开发更重的火箭,比如“猎鹰九号”“龙飞船”“重型猎鹰”等。

第三阶段就是移民火星。

在实施这个“三步走”计划的过程中,马斯克遇到了诸多的困难,但是基于物理学的第一性原理思考方式帮助他多次起死回生。

在创办SpaceX之前,所有人都劝他火箭成本太高了,创业公司无法承担。

马斯克首先想到的是找承包商购买火箭,他和朋友先后考察了美国麦道公司、欧洲阿里安航天公司,然而对方给出的报价动辄就是上亿美元,这大大超出了他的可承受范围。

后来,有人介绍,俄罗斯有一种洲际导弹经改装之后可以当火箭使用,费用只需要几百万美元,马斯克便第一时间杀到了俄罗斯。

跟俄罗斯人打交道,不会喝酒肯定是不行的,马斯克经历了一轮又一轮伏特加烈酒的洗礼,生意却还是没谈成,原因很简单:俄罗斯人坐地涨价了。

马斯克很生气,他准备自己造火箭。

要知道,他做这个决定的时候,关于火箭的知识是零,那他怎么做呢?

他从朋友那里借来了《火箭推进原理》《天体动力学基础》《燃气涡轮和火箭推进的空气动力学》等所有跟火箭与推进器相关的专业书籍,并迅速地将这些知识消化吸收。

然后用拆解的方式,看看制造火箭的成本分布,发现原材料其实没多少钱,发射燃料的成本大概只占2%而已,所以火箭里最大的成本就是火箭本身。

在制造特斯拉时,马斯克也用到了这套方法,追根溯源后发现电动车的最大成本来自电池组件。当研发团队参考市场上电池组件的市价评估其成本要600美元/千瓦时,马斯克通过“第一性原理”思考,将电池拆解为各种金属元素以及其他成分,再对电池组件的生产流程、产地、供应链等进行组合式创新和不断地迭代优化,最终他发现,从伦敦金属交易所购买锂电池组的原材料,组合在一起,只需要80美元/千瓦时。

在马斯克之前,几乎所有人都认为火箭发射出去爆炸是天经地义的事情,马斯克却认为,汽车是可以重复利用的,轮船可以重复利用的,为什么火箭不能重复利用呢?

一个民营企业居然提出了新的理念——可回收火箭。这个理念出来并实现以后,SpaceX火箭的发射成本是行业标准的1/5,未来几年将会降到1/10,比美国、俄罗斯、中国的火箭发射成本都低。

此前小布什时代曾经做过火箭移民成本测算,认为如果把一个人送到火星大概需要100亿美元,马斯克觉得太贵了,他想把这个价格降为单程20万美元。

他怎么做呢?

又是组合式创新,把基本要素拆解成燃料可以重复利用、在轨道里补给燃料、在火星生产燃料等。

基于以上的分解,就必须要发现一种原材料,地球有,火星也有,同时又能做火箭运输的原材料的,他也找到了。

做不到的怎么办?马斯克说,只要有一个目标,哪怕我现在还不知道怎么做,但是我一定能够找到解决方法。

未来创新者必备的思考方式

但是,第一性原理方式的背后是极度的孤独。因为如果你真的相信第一性原理,会坚守自己的方向,这只会带来极度的孤独。

因为人脑并不是按照第一性原理的思维方式去运行的。认知科学大师侯世达一直认为,大脑是依照着类比的模式去理解这个世界的,而不是依照机器的逻辑运行。用人脑去进行第一性原理的思考,就像是在一台macbook上运行windows系统。

除非,你不是人,而是一个AI。又或者,你训练自己像一个AI那样思考。

马斯克在后天有意识的去训练这种思维,他的下属发现,越是面对惊人的压力,马斯克越能够把自己的理性精神精炼到极致,不让任何“非物理性”的因素迷惑自己的决策,即便每天只睡4个小时。

马斯克在SpaceX能够做到纳米级的管理,什么叫纳米级的管理?细到每一个螺钉,材料、型号了如指掌

即便如此,任何新的火箭发射都需要10多次失败才有可能成功。果不其然,2006年SpaceX第一次发射失败了,2007年第二次发射又失败了,2008年第三次发射又失败了,马斯克的钱马上就没掉了,没有人相信他,没人可以给他钱。

在极度的压力之下,马斯克把方案拿来重新看,三个月之后的第四次发射终于成功了。

马斯克其实是一个极其糟糕的人,性格暴躁,让周围的人非常痛苦,爱情也非常不顺利,几任妻子离他而去。有一次一个记者在采访他时,他都哭了,说“能不能给我介绍女朋友?”因为所怀甚大,所想甚深,所以极度孤独。

所以,如果你真的像马斯克这样思考,就会走向一个极度孤独的道路。没有谁能真正帮你,没有谁能真正理解你,你就只有做的事情本身,所有情感都倾诉到那上面。

如果你今天问马斯克“移民火星”这件事能不能成功,其实一点也不重要了,就像哥白尼说的,太阳是宇宙的中心,这句话对吗?当然是错的,可是这个错误一点也不重要。重要的是它提醒我们,地球只是宇宙的一小部分,我们应该往外看,这个思维特别重要,只要你往外看,你很快就知道太阳不是宇宙的中心。

那扇窄门被打开了,而打开窄门的人,其实最了不起。

马斯克为什么这么厉害?

我们的教育常说,要成为世界级专家,需要在一个领域里深挖。而马斯克打破了这个准则,他在本科就学了两个专业:商科和物理,之后去学习火箭科学、工程学、物理学、人工智能、太阳能、能源等领域。

他有一种迁移式的学习方式——把知识拆解到基本原理层面去进行迁移,连学习都是第一性原理的学习方式,只要拆到足够根基就可以转移到新的领域里面去。

所以他在不同领域应用了同样的第一性原理,在互联网界创办最大的网络支付公司PayPal;在能源界创办房屋共享能源公司SolarCity;在汽车界创造特斯拉;在航空业创办SpaceX;在科技界创办开放AI的OpenAI……

只有运用第一性原理,具有了可迁移性,才能进入这么多领域。

学习未必一定要学习细枝末节,但是必须要学习最根基的基本原理。

《人类简史》里有这样一问,科学革命为什么出现在欧洲?科学革命起始于西欧和大不列颠,此前人类历史上从来没有觉得它有多么重要,在那之前中国的科技水平远远高于欧洲。1775年,中国占了全世界经济总量1/3,唐宋以前,中国占全世界技术发明量60%左右,而近代全世界科学革命以来,有6000条基础的科学定理定律,中国人的原创贡献不到1%。

于是有了著名的“李约瑟之问”——欧洲在1770年面对中国并没有什么科技优势,为什么接下来短短的100年时间拉开这么大的差距?

赫拉利的回答是传统中国其实并不缺乏制作蒸汽机的技术,缺的是西方最具革命性的哲学和科学的思维方式。

东方文明是技艺思维,操作上的试错法,实践操作在先,经验总结在后,归纳法思维。

经验归纳模式是具像思维,好处是快,坏处是不具备领域可迁移性。比如说火药,我们发明了鞭炮,可是却不能把这个技术迁移到枪炮里,要想迁移到枪炮里,必须下沉到数学物理化学学科。

而近代西方是哲科思维,逻辑上的试错法,理论假设在先,实践经验在后,演绎法思维。

抽象思维坏处是慢,好处是可迁移性,一旦在逻辑上导出一个共同的抽象概念,与此相关所有的具像问题一下子全都化解了。比如牛顿力学解决了经典力学领域的所有问题,工程师把它应用到工业里,直接引发了工业革命。

所以,未来的创新者,应该是科学家+哲学家+企业家,具备科学的思想方式、哲学的思考方式和商业的思考方式。

如果我们像马斯克那样具备了独到的第一性原理,凡事就会先从本质开始思考,然后再从本质一层层往回反推,并能把本质迁移到不同领域。如果你有这样思维方式,就不会因为暂时的困难而对结果失去信息,也不会因为好高骛远而做出徒劳的努力——因为你非常清楚自己的目标,是“第一性原理”推导出来的必然结果。

这种理性思维方式尤其值得我们学习。

马斯克净资产飙升至1811亿美元,即将超越贝索斯成全球首富_详细解读_最新资讯_热点事件

编者按:本文来自腾讯科技,36氪经授权发布。

1月7日消息,特斯拉和SpaceX背后直言不讳的企业家埃隆·马斯克(Elon Musk)有望以新头衔开始新的一年:全球首富。

根据彭博亿万富豪指数(Bloomberg Billionaires Index)提供的数据,伴随着特斯拉股价在周三上涨2.8%,马斯克与全球首富、亚马逊创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)的净资产差已不到30亿美元。

至周三收盘,马斯克的个人净资产已达到1811亿美元,距自2017年10月问鼎全球首富的贝索斯不到30亿美元。因为兼任SpaceX的首席执行官,马斯克还与身为蓝色起源(Blue Origin)创始人的贝索斯在私人太空领域展开竞争。

这一里程碑为马斯克非同寻常的12个月画上了句号。在过去的一年里,他的净资产飙升了1500多亿美元。促使马斯克净资产大涨的是特斯拉股价前所未有的上涨。由于持续盈利、被纳入标准普尔500指数以及华尔街和散户投资者的热情,特斯拉股价在去年飙升743%。

特斯拉股价周三的上涨,在许多指标上进一步拉开了该公司与其他汽车制造商的差距。特斯拉去年的电动车产量略低于50万辆,仅仅是福特汽车和通用汽车的一小部分。

随着民主党人似乎即将夺取佐治亚州参议院的两个席位,并将国会控制权移交给主张更快采用电动车的政党,特斯拉将在近期进一步获利。

现年49岁的马斯克从特斯拉股价飙升中受益不止一个方面。除去持有特斯拉20%的股权之外,他还持有约400亿美元未实现账面收益的股票期权。这些期权分别在2012年和2018年获得,后者是全球首席执行官和公司董事会之间达成的最大一笔薪酬交易。

尽管马斯克获得了天文数字般的收益,但他表示除了在特斯拉和SpaceX的股权之外,他对物质几乎没有兴趣,也没有什么资产。他在上个月的一次访谈中表示,他财富的主要目的是加速人类向太空文明的进化。马斯克说:“我希望能够为火星上的城市做出尽可能多的贡献。这意味着大量的资本。”

彭博亿万富豪指数的数据显示,全球富豪500强去年总净资产增加了创纪录的1.8万亿美元,相当于增长了31%。在这些超级富豪中,有5人的净资产超过1000亿美元,另外20人的净资产至少为500亿美元。(腾讯科技编译/无忌)

马斯克的Starlink有望独立上市

作者: 钱童心

[ 2020年12月初,SpaceX赢得了美国联邦政府一项高达8.85亿美元的补贴,马斯克计划在2021年将Starlink扩展到美国以外的其他地方,包括欧洲。 ]

2020年是特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)丰收的一年。特斯拉克服了整个汽车行业的下降趋势,并通过稳定的销售和利润来抵御新冠大流行和经济动荡。

除了特斯拉,马斯克的另一家太空探索公司SpaceX今年也完成首次载人飞行,创造了人类商业航天的历史。SpaceX的在火箭制造之外的“星链计划”,也有望给马斯克带来新的财富增长点。

马斯克在推特中透露,SpaceX的互联网卫星项目Starlink“很有可能在收入增长可以合理预测之后”进行IPO。

这一表态也印证了SpaceX首席运营官肖特维尔(Gwynne Shotwell)今年早些时候接受媒体采访时候的说法。肖特维尔表示:“目前,我们是一家私人公司,但Starlink项目具有商业化的前景,是我们未来很有可能会分拆出去并上市的业务。”

对于Starlink的拆分计划,SpaceX投资人张璐对第一财经记者表示:“单独拆分是一个非常复杂的工作,目前还没有看到相关计划的细节,而且SpaceX现在仍然需要Starlink为其带来收入,所以短期内拆分上市的可能性不大。”

就在2020年12月初,SpaceX赢得了美国联邦政府一项高达8.85亿美元的补贴,马斯克计划在2021年将Starlink扩展到美国以外的其他地方,包括欧洲。按照计划,SpaceX总共将把多达42000颗Starlink卫星送入轨道。目标是向几乎地球上的任何位置提供高速互联网,并产生每年高达300亿至500亿美元的收入。

今年早些时候SpaceX提交给美国监管机构的一份文件显示,SpaceX在最新一轮融资中筹集了19亿美元的新资金,创下该公司迄今为止最大的一次融资。交易完成后,SpaceX的估值将达到460亿美元。

这家公司造卫星的速度也正在大幅提升。马斯克此前告诉美国联邦通信委员会(FCC)官员,目前其“星链”项目已经能够实现每月建造120颗卫星的产能,而且每月都投资超过7000万美元开发和生产数千个消费者用户终端。SpaceX方面还表示,Starlink总投资已经超过了数亿美元。

张璐对第一财经表示:“Starlink的商业化今年年底就会开启,给SpaceX会带来10亿美元规模的订单。它更大的愿景是形成太空卫星阵列,就好像是太空中的Airbus,将带来一种全新的技术革命。”

长征八号成功首飞:未来验证可回收技术,SpaceX将不再孤独_详细解读_最新资讯_热点事件

编者按:本文来自“腾讯科技”,36氪经授权发布。

划重点:

  • 1 长八作为我国首款国家立项的商业运载火箭,未来将成为我国主力中型火箭,承担商业发射的重任。

  • 2 在技术上,长八是面向商业化的市场,因为商业化市场追求的是商业的经济性,以及市场的竞争力,所以并不强调技术的先进性,而是强调成本或者在周期上的适应性。

  • 3 长征八号SSO的运力是2.8吨,GEO的运力是将近5吨。通过这样模块化的设计来降低成本,包括二级也是,直接沿用了长征三号甲火箭的第三级。

  • 4 本次首发是没有回收的。未来,长八的回收方案是采用集束回收的方式,相当于芯一级带两个助推一起回来,这个难度还是很大的,相对于跟咱们众所周知的SpaceX的 Falcon 9是完全不一样的回收方式。

  • 5 从目前来看,掌握回收技术应该是将来做运载火箭的门票、敲门砖,必须得做回收,但要再过四五年之后,长征八号R的型号才会真正应用,所以最近几年都不尝试重复使用。

2015年12月,美国私营航天公司SpaceX成功回收了名为猎鹰9号(Falcon 9)的火箭,实现了人类历史上第一次一级火箭可垂直回收,使人们对于遨游和移民太空的可能增加了更多的想象。

继猎鹰9号之后,在2020年12月22日,我国长征八号运载火箭(下文简称长征八号或者长八)作为我国“火箭家族”中首个开启可回收、可复用式的火箭“新丁”,在海南文昌成功发射。

虽然本次是长征八号第一次正式执行飞行任务奔向“星辰大海”,但长八其实早在2015年开始论证,在2019年11月,长征八号运载火箭芯二级氢氧发动机高空模拟试验成功。

长八作为我国首款国家立项的商业运载火箭,未来将成为我国主力中型火箭,承担商业发射的重任。那么长征八号面向回收复用的突破性技术是什么?如果火箭回收复用在未来步入常态化时代,将对我们的日常生活带来何种影响?是否可以期望火箭成为人类往返太空的理想交通工具?

腾讯新闻「空天计划」推出的《星空对话》栏目第二期邀请到了知名主持人张天娇对话中国科学院空天飞行科技中心信息电子技术部主任,高级工程师朱永泉,中国航天系统科学与工程研究院规划推进研究所战略研究总师,《中国航天》新媒体执行主编张京男,解读长征八号背后的奥秘。

从火箭的运载能力来看,张京男表示,跟发射嫦娥五号的长征五号运载火箭相比,其他的火箭都很“苗条”,只有长征五号系列火箭的芯级直径达到了5米。从技术来看,长八是面向商业化的市场,追求的是商业的经济性,以及市场的竞争力,所以并不强调技术的先进性,而是强调低成本或者在周期上的适应性。

朱永泉认为这次长八是采用集束回收的方式难度较大,和SpaceX 的猎鹰9号火箭相比是完全不一样的回收方式。“长征八号是集束回收,芯一级带着两个助推一起返回地面,本身自重很重,要把芯一级和两个助推器整体返回地面并且实现软着陆,最后的目标点是10米见方的范围。整个过程包括从弹道规划、中间过程调姿,还有发动机的利用、多次启动、最后阶段燃料燃烧节流等方面,整个技术都是难度非常高的。”

以下为嘉宾对话实录:

主持人:腾讯新闻的各位网友,大家好!欢迎大家进入腾讯新闻星空对话栏目,我是主持人天娇。非常高兴我们今天看到了长征八号的顺利升空,在直播过程中,相信各位网友积累了关于今天发射的相关问题,欢迎大家积极在我们的留言区进行留言。

今天直播主题是“火箭家族又添新丁,长征八号究竟有哪些「绝活儿」?”对于长征八号的发射,整个研制过程有哪些亮点?长八发射成功之后,后续面对航天器又诞生出哪些新的可供探索的领域?

今天我们将共同跟二位专家进行探讨。首先介绍一下来到演播室的直播间的两位嘉宾,他们是:中国科学院空天飞行科技中心信息电子技术部主任、高级工程师朱永泉。另一位来到我们演播室的嘉宾是中国航天系统科学与工程研究院规划推进研究所战略研究总师,《中国航天》新媒体执行主编张京男,两位老师好

朱永泉:主持人好,各位网友,大家好!

张京男:主持人好,大家好!长八发射成功是非常让人振奋的,但大家不要被我所背后的图蒙蔽,其实这个图是一张虚拟的图,谢谢!

主持人:我们知道这次长征八号的成功发射非常值得我们关注的一点就是未来将要取代长征二号和长征四号系列,成为我们重要的中型火箭,承担主要的商业发射的重任。对比前一段时间送嫦娥五号升空的长征五号火箭,通常我们称它是“胖五”,长征八号的体型看起来非常高挑,看起来比“胖五”瘦,在火箭家族当中它有哪些优势呢,能不能简单介绍一下?

张京男:其实跟“胖五”相比,其他火箭比如长八、长二、长三都是瘦子,它们都是苗条的。长五是五米的直径,长八跟其他火箭比较相似是三米三五的,助推器是两米二五,它的上面比芯一级稍微瘦弱一点点。在技术上,长八是面向商业化的市场,因为商业化市场追求的是商业的经济性,以及市场的竞争力,所以并不强调技术的先进性,而是强调成本或者在周期上的适应性。

它的关键技术,在下半部分也就是一级跟助推器,主要是来自于长征七号火箭一级的结构。长七是四个助推器,而长八是两个助推器,助推器的型号和性能是完全一样的。也就是说,芯一级是由两台液发100(YF-100)发动机组成的,每一个助推器由一台发动机提供动力;我们可以这么理解,整个一级是四台YF-100,这样算下来四个120吨推力,也就是480吨推力推动整个360吨的火箭进入太阳同步轨道(SSO),或者是地球同步转移轨道,也就到了36000公里的高度了。

SSO的运力是2.8吨,GEO的运力是将近5吨。通过这样模块化的设计来降低成本,包括二级也是,直接沿用了长征三号甲火箭的第三级。从成熟火箭的某一级上直接移植过来的,也是两台YF-75发动机,非常成熟的液氢液氧的发动机作为二级的动力,这样形成一个整体的系统,从而具有商业上的竞争性和研制周期上的优势,为后续打开国内外市场奠定了很好的基础,这是主要的思路。简单地说可以理解为搭积木,就像搭乐高积木一样,把成熟的两块东西拼在一起,具有一个非常好的优势。

主持人:刚刚京男老师说到搭积木的方法,朱老师觉得在整个搭积木的过程中,长八当中哪个“积木”是您觉得最关键的环节,跟其他火箭家族的成员相比是最新的,也是最重要的一部分革新呢?

朱永泉:其实刚才张老师已经讲的比较清楚,现在这一款新型的长八新一代的火箭,是采用模块化、组合化和系列化,也就是“三化”开展的系列研究,相当于长征七号的芯一级加助推,然后加上长征三甲的三子级,相当于是用液氧煤油模块和氢氧模块“搭积木”。这两部分都很关键,没有说哪一个不关键的,都很关键。

虽然是搭积木的,但是本身作为一款运载火箭来说,简单搭的话还是有很多需要改进的地方。如果我们按照简单的搭积木做的话,想象是很简单,就是把长七的一级,加上一个三甲的三级直接摞到一起,但其实里面还是有很多很关键的地方。

第一是液氧燃油和氢氧两种推进剂。其实长八这次使用的是长七的发射工位,这个工位之前没有氢氧系统的,所以要适应发射工位的话,需要把氢氧系统接到发射工位上,这是一个挑战。这相当于面对氢氧需要适配整个的一套从地面加注到整个上面,相当于增加了一系列的东西,难度比较大。

另外一方面,长八主要目标面向的是SSO轨道,这个轨道有一个特点,相对于太阳其轨道面是不变的,特别利于遥感,主要是遥感卫星的部署。而且现在SSO轨道的运载能力,目前基本上包括二丙,长二、长四系列都到三吨左右。长八主要是面向SSO轨道五吨左右的载荷去做的任务,整个部分对于完善我们长征系列运载火箭的型谱是一个非常好的有力的补充。

主持人:在这里还想请教您一个问题,我们提到商用火箭,包括像整个轨道的选择,长征八号作为我国首个立项的商业运载火箭,我们特别想知道关于回收复用这个技术,对于它来讲一定是特别关键。在整个长八的设计当中,有哪些技术对于回收复用的目标是突破性的?

朱永泉:这次刚刚首发是没有回收的。长八的回收方案是采用集束回收的方式,相当于芯一级带两个助推一起回来,这个难度还是很大的,相对于跟咱们众所周知的SpaceX的 Falcon 9是完全不一样的回收方式。

首飞方面应该是开展了部分的技术验证,但是具体验证哪些技术,现在还不是很清楚。相信通过后续技术迭代,能逐步实现回收的能力。首飞成功,也为后续开展回收复用技术验证,包括后面整个的实施做好了坚定的一步。

主持人:您刚才提到整个回收从难度上来讲,跟SpaceX 9会有很大的不同,这个不同是指哪些方面?

朱永泉:从我个人理解来看,因为长征八号是集束回收,相当于芯一级带着两个助推一起返回,本身自重很大,相对于SpaceX来说,它是芯一级和助推分别回,我们这个自重很大。本身要把这么重的芯一级的产品加助推的产品直接垂直回收,可能最后的回收目标点是10米见方的范围,难度是非常大的。包括从整个的弹道规划、中间过程调姿,还有发动机的利用、多次启动、最后节流,整个技术都是难度非常高的。

主持人:刚刚二位老师还提到关于发射轨道的问题,其实我们之前看到一些资料,说到长八能够弥补我国在现役火箭,在太阳同步轨道和地球同步轨道上发射能力的不足。过去我们在这两个轨道上发射的有哪些部分是这次长八能够在技术上进行覆盖和补足的?

张京男:主要是运力上,不管火箭是什么型号,最终的目标是把一定重量的载荷送到某一个高度的轨道上。刚才说的两个数字很重要,SSO(太阳同步轨道,卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向,轨道倾角约97°,距地面约700千米高度的圆轨道)5吨、GTO(地球同步转移轨道,近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度约36000公里的椭圆轨道)2.8吨。之前SSO的运力,其实是在5吨之下,就是2吨、3吨的样子,未来把这个数字弥补上去作为填补这个空白。

GTO轨道也是同样的情况。如果用长二丙或长二丁类的火箭是送不上去的,如果是用长征五号或长三甲,是比较浪费的,所以有了长八实现高轨这种吨位能力的时候,我们面向的任务就更加灵活了,多重的载荷、什么样的轨道都可以送上去。即使弥补上这一次之后,也不一定整个运力都完美了,都补齐了。但是这一次也是一定程度上的补充。

主持人:朱老师呢?从您的角度来看。

朱永泉:其实刚才张京男老师也说长八是面向将来替换二丙升级换代的产品,现在长二系列有很多载荷是SSO轨道。目前整个的能力是能够覆盖到三吨,但是将来对地观测的遥感卫星,长八发射成功之后,相当于能够覆盖到五吨的能力,就是对于将来部署各种大规模的重量更大的卫星,对地观测的卫星有很大的提升,相当于对我们整个国家对地球观测的能力有很大的提升。

主持人:刚刚我们其实也提到了关于回收复用的问题,还有一个问题,我想追问二位老师。关于回收复用,如果一旦技术成熟,在返回的路程上最需要克服的技术难点,目前看是什么?

张京男:其实技术上没有什么太大的难点,可重复使用火箭不会有特别新的颠覆性的技术,大部分都是流程上的优化。比如说国外的猎鹰9号回收的时候主要是两项技术,或者是两个尝试,实现了重复使用。一个是栅格舵(由众多薄薄的栅格壁镶嵌在边框内形成,通过栅格舵可以控制火箭回收时的姿态,确保火箭残骸能够落在设定的区域),也就是在芯一级的上面会有一个板状网状的控制舵,在返回地球的时候会张开,像两个翅膀。像我们玩竹蜻蜓一样,假如一根细棍摔下来的话很难控制姿态,但是用两个像扇叶一样的东西去控制,它就会竖直的向下,栅格舵也是这个作用,来控制火箭下落的姿态不要失稳,这是特别重要的一个操作、尝试。

而且我国最近也开始尝试这一亮点,也开始做了,比如在之前发射的长二丙和长四乙的火箭发射过程中,也尝试了打开栅格舵来控制火箭的落区的问题,落区的精度也比以前有了特别大的提高。一根细棍有的时候不知道会弹到哪里,如果用竹蜻蜓方式往下落的时候,就非常稳定,大概就是这样的原理。

另外非常关键的尝试就是发动机的变推力问题,之前的火箭推力发射基本上都是满推力,起飞的推力大部分是满推力上去,燃料烧完就掉下来,一级的方式基本都是这样。

因为要克服地球引力的话,肯定要在刚起飞的时候全力、全速前进,全力以赴地去推动。但是重复使用火箭就不一样了,一级在起飞全力推进之后,回来的时候就不能再全力推进了,不然就回不来了。回来的时候需要能够再次点火,肯定是关机以后才能掉下来。如果一直推的话,就一直往上走。掉下来之后,需要再次点火,再次点火是一种非常重要的问题。如果在非常高的速度下,发动机无法点火的话,就直接摔到地上了。

点火点起来之后,快着陆的之前还要保持发动机的变推力,就是可调节、可以节流的推力方式。开始是百分之百推力,接触地面,到达地面附近的时候,推力要降到大概60%、30%甚至更低,这样有可能让火箭慢慢软着陆,并且稳定地立在地面上。

这两个尝试是非常大的挑战。目前只有SpaceX公司实现了这个技术,而且其他火箭制造商都没有实现,就是这两个方面,一个是栅格舵真正的使用,一个是发动机特别大范围的变推力,一定要变推力,不能一竿子插到底一直在全力点火,那就无法实现软着陆回收了,这是我目前想到的关键点。

朱永泉:张老师刚才说的两个非常关键,栅格舵加可变推力、可多次启动的发动机,对于回收路上破除九九八十一难的险阻是非常重要的两个关键点。我这边再补充两点,咱们之前都看过长征八号模拟的返回动画,一二级分离开之后,马上在一级的头部会有几个推进器,其实叫做姿控发动机,它要改变整个的姿态。因为刚分开的时候其实没有动力,现在具体不是很清楚,靠几台姿控发动机去调整回来的姿态,这个对于不回收是没有必要的事情。

第二点回收过程,包括落地的一刻、落地之前,刚才张老师说把推力给做一个深度调节。第二是整个的定位,其实我们刚才说了回收是十米见方或几十米见方很小的区域。我们的落地一般都是几十公里,这个就要控制到十几米、几十米见方的范围之内,最后落地之前的定位是关键、非常重要的。对于火箭来说,它的精度我理解是定到厘米级才能保证。最后落地要三过零,速度零、高度零、姿态零。最后落地这一下是非常重要的,我们看到很多次SpaceX前面失败的发射,有很多都是因为落地那一下,我们看到了很多次船上倒掉的视频,落地这下是非常关键的。

还有一个就是支腿,相当于落地落下来之后要把支腿打开过程中,着陆支架对于回收也是关键的一点,我们可能要为这个东西增加一个新的控制机构,去满足整个回收的需求。

张京男:再补充一点,在火箭返回过程中,因为返回过程中是跟之前不一样的方式。返回过程中跟大气层中产生的热效应,就是跟空气磨擦产生的热效应,对火箭的箭体也是一个巨大的考验。因为之前不需要考虑回来的时候箭体承受什么样的磨擦,或者是温度。现在你看猎鹰9号每次回来的时候,箭体都是灰色的,而且下一次发射的时候有的时候都懒得涂漆了,你会看到一子级都是灰色的,二子级又是白的,所以返回时对大气的抵抗是需要考虑的问题。

主持人:高度精度的要求,还有很多技术类的革新。我听说之前的一些消息显示,长征八号从签约到出厂用时仅仅需要12个月。初期的量产速度,据说是可以达到年产12枚,中后期的速度可以达到20枚左右。大批量生产对于降低成本,我们知道效果一定是非常明显的。发射周期根据之前了解到的资料也是仅需10天,为什么长征八号可以实现快捷制造,从制造的技术上有哪些改进呢?

朱永泉:我理解的更多是偏管理的问题,就是航天整个从设计、生产、制造的体系涉及到革新,可能需要一部分的革新。

其实针对高密度发射,整个长征八号火箭采用模块化、系列化、组合化的思路开展研制,继承了长七芯一级三甲的三子级,组成了这么一发火箭。这样有一个好处就是将来的生产制造方面,比如说芯一级箭体和发动机,可以跟长七组批进行生产。二级发动机和箭体结构跟三甲的组批生产,这个得管理措施得当,因为火箭整个体系管理,包括全生命周期的管理非常严格的,相当于必须在满足火箭整个的任务需求和可靠性要求的前提之下,尽量去做到能够组批,包括电气系统的设备进行全样验收,减少过程中的实验环节。

通过这些方式,整个提高生产、测试和实验的效率,这应该是偏管理性的整个组织管理的问题。另外发射周期是10天,这对于长征八号这样的中型运载火箭来说是非常短了,从我了解的信息来看确实是非常短了。现在长二丙、长三甲系列,每年二丙不到十发,有几发的样子。然后长三甲每年都是十几发的样子,现在整个工作周期也将近是二十多天左右。这个10天确实非常短,因为我们现在也没有具体的第一手资料,所以后续可以优化的地方还有很多。

主持人:张老师,以您的角度看,如果我们想要实现之前了解到的目标,比如从签约到出厂达到12个月,整个的发射周期用10天左右,达到这样的发射密度,您觉得目前需要突破的主要方向是什么呢?

张京男:需要突破的主要方向我认为是思路。目前从技术上来说,因为面向商业化、市场性的,主要还是实用性,所以一级和二级就是搭积木来完成这个事情。而且研制方面还是原来的生产线,并没有在生产线或者在特别高精尖的技术上突破之后才去造这枚火箭,思路上的不同。

在原有的模块已有成熟的情况下,去做系统与系统之间的,比如助推器一级跟二级之间适配性的尝试与论证之后,可能很快就步入成熟了。技术成熟之后,再去把火箭快速研制出来,其实是一个决心的问题,假如我们要面向市场,就一定要把所有的障碍都清除,快速实现这两个模块的对接。

如果面向市场的话就要考虑数量问题,数量越多,单个的成本就会越低。比如你去买衣服,买一件衣服可能就9折,买10件的话你说:“老板给我打个折吧,给我打个7折怎么样?”老板一看你买十件衣服,没问题!可能衣服5折就买了。也就是数量越多,单价就越便宜。商业市场拼的不是技术高精尖,是单位产品的成本。长八也是按照这种思路发展的。

主持人:我们设想一下,在未来整个商业运载火箭的各项技术已经很成熟了,从适配性上,从不同模块之间的彼此配合上,从效率上,从发射周期一切都达到理想状态,步入常态化。对于我们普通人的生活,它会带来哪些具体的影响呢?

朱永泉:航天至少从目前来看还是个小众的行业,虽然长八后面年产量破20枚,但是你想想20枚对于我们不说远的,对于航空飞机来说,其实这个数量真的是太小量了,确实是太小量了。而且现在首先从整个的运载需求来说,可能也不支持再往更高的,比如一年上百枚的火箭去产出,可能也不支持做这个事情。

我觉得对于普通民众来说,航天发射的成功更多的是一种民族自豪感,是提升民族凝聚力的表现。当然本身航天对于我们每个人的生活还是有很多的影响,比如说手机上GPS定位,其实完全是靠卫星。我们对地观测就是气象灾害的预报,完全就是航天技术在支撑整个国民经济这一块相关的内容。

我相信后续随着长八回收真正的工程落地应用之后,对必胜整个民族的凝聚力是非常大的强心剂。大家也看到猎鹰火箭两枚助推器同时落地的震撼场景,从这个角度来说,对提升咱们民族的自豪感、整个综合国力都有非常大的展示。

主持人:今天长八的发射成功,其实让人不得不想起之前,刚才两位嘉宾也提到了SpaceX 9发射的成本问题。一级火箭的发射能够降低成本像他说的降低甚至达到90%以上吗?在这一点上我还是有一点怀疑。张京男老师,您觉得从火箭回收复用的角度上来讲,一级火箭的回收复用技术,真的能够降低90%以上的发射成本吗?目前SpaceX所拥有的回收复用的技术是不是全球顶尖的?

张京男:这个不是打折衣服这么简单,即使回收了十几次,它的成本也绝不是消耗一下燃料的成本,因为成本还包括修复、检测,还有故障的排除,可能都会形成一些成本。并不是说一次发射是6000万,发射两次每次就是3000万,远远不是。可能发射十次以上的数字之后,单次发射的成本才会打五折,到原来的一半,大概是这样的关系,大幅度下降的可能性,目前是没有的,最多能够降低50%,而且是发射在10次以上,在各方面比较顺利、也不出现各种意外的损坏,或者是对卫星的损伤的情况下,才能够实现。这是成本数字的情况。

主持人:之前我们也知道马斯克SpaceX 9的优势是可以重复优势,在商业航天SpaceX取得重大进步的时候,他也说过可回收火箭所具有的非常大优势,也许在未来能够成为进入火星主要的交通工具的运载火箭。我们畅想一下,未来可回收火箭能否成为人类往返太空主要的运载工具呢?

朱永泉:目前在新的材料和核聚变整个取得重大突破之前,化学火箭仍然是人类进入太空最理想的工具,但是我们只说进入,而不是往返。运载火箭,我们知道美国的航天飞机已经下马了,整个运载火箭和航天飞机最大的区别,从往返的角度来说就是载人返回的过程。航天飞机的轨道飞行器在执行完在轨任务之后,直接航天员将送回地面,但是运载火箭目前来看主要任务还是将有效载荷,对于载人方面其实就是载人飞船发射进入预定轨道。返回其实主要还是靠载人飞船本身的返回舱,通过再入的方式去返回。可能我们进入太空目前来看最好的方式是火箭,但是返回的话还是看载荷自己带的返回舱再重新回到地面。

但是我们再关注一下SpaceX,马斯克前一阵SN8,就是星船8号刚刚在地面炸了。现在SN8可以说是一个巨型巨无霸的运载火箭,按照马斯克的说法是要用这个登火。而且Starship目前是按照100人载客量去设计的,这个就非常厉害并且成果相当可观。如果用运载火箭返回的话,现在是拭目以待,看看SpaceX能够做到什么程度,相信应该会比较快,他们确实迭代速度太快了。

主持人:京男老师,如果有一天可回收的运载火箭能够实现载人航天的运载任务,送航天器入轨的任务,整个的载重能力大概要达到多少?

张京男:其实猎鹰9号已经实现了,就是你说的火箭送宇航员到太空已经实现了,用火箭和飞船已经两次将宇航员送到,第一次是两名宇航员,第二次送四名宇航员到国际空间站,而且火箭还回收了,这一步已经是初步实现了。但是也只是SpaceX公司实现了。

刚才我们还提到了一个问题,就是SpaceX的火箭技术是不是尖端的?客观来说是的。目前来说,全世界也只有猎鹰9号火箭实现了这个能力,其他火箭无论在论证的,或者是在实验的,都还没有实现这样的功能。

真正实现而且变得成熟的,也只有猎鹰9号,而且已经不仅是实现了火箭回来,还实现了载人航天同时火箭返回地面。而且现在最多的一次是复用了七次,复用次数也在不断增加,我大概估计一下火箭的仓库,大概有几十枚火箭存在那儿了。未来可能可以选用火箭,比如说选择用过三次的火箭、用过五次的火箭,经过技术状态评估之后说这个火箭可以进行下一次,他可以随便从仓库里面拿出一根去发射,目前是已经相当成熟了,而且已经流程化了。

猎鹰九号的型号,比如从猎鹰一号、猎鹰9-1.1到1.2,目前是猎鹰9-B5,什么意思?定型了,不再发展猎鹰9号火箭了,就这样了。已经超越全球其他火箭一代了。在在猎鹰9号火箭上作文章,马斯克认为没有太必要了。他现在做的事情是什么?像刚才朱老师说的,是星舰、包括猎鹰重型,还有比如马斯克他说的要超越自己,再造两个新的东西超越他的猎鹰9号火箭,他是做了这样的自我颠覆。

他把自己的火箭颠覆之后,出现新的猎鹰重型能力。鉴于猎鹰重型的能力,与猎鹰9号并不是一代的火箭,猎鹰重型的更超前一点。星舰运载器肯定超越了猎鹰9号不只一代,关于你说的猎鹰9的技术状态和未来的前途是什么样的,它的前途就是几乎没有什么技术上的阻力和政策上的阻力,这是非常值得我们关注甚至是警惕的事情。

主持人:二位老师能不能预估一下,在未来几年当中,假如我们以五年为期,目前长征八号所拥有的方方面面的指标,从技术来看、甚至从管理的革新上来看,未来五年会达到什么样的状态?在国际商用市场上,长征八号火箭会处于什么样的位置?

朱永泉:这点不太好预估,还是发展着看问题。今天虽然首飞成功了,但是还是没有一个回收状态,而且我相信实现回收还有很长的路要走。刚才张老师也说,我们整个的栅格舵的方案,包括在二丙,长征四号都已经验证过了,这一块目前是有一些积累。

但是要实现回收,真正的难度还有很多。包括今年火箭院也做了控制算法的验证,飞行器飞上去之后又垂直降落回来,做了一个飞行控制算法的验证。但是仅仅这一些还不够,我个人认为还需要一段时间来实现,但是具体的技术储备做到哪一程度,现在我还不好说。从目前公开的消息来说,2025年具有工程应用的就是回收这一块具有工程应用的能力。如果到那个时候,我们长八相信整个技术状态,我个人觉得会有比较大的技术变化。

虽然我们在外边看应该不会有特别大的变化,但是整个里面我相信会有比较大的革新。因为毕竟是在长七和三甲的基础上去搭到一起的。长七是发射货运飞船的,其实是在咱们921工程的指导下做的一款火箭,可靠性非常高。所以整个里面的产品,其实还是非常昂贵的,可能在整个的降成本这一块。因为我们现在也不了解具体报价的情况,但是一旦回收成功之后,我觉得是重新树立中国航天在世界形象的契机,从目前来看,掌握回收技术应该是将来做运载火箭的门票、敲门砖,必须得做回收。

现在马斯克已经把答案放在那儿了,就是看谁能尽快追上来。我们现在只能是在追赶的地位,把自己放在这个地位然后逐步去超越自我,我是这种想法。

主持人:张老师呢?

张京男:刚才说的长征八号的未来,朱老师说了一个很重要的数字,就是2025。四五年之后火箭需要有重复使用的能力。长征八号R的型号才会真正应用,所以最近几年都不尝试重复使用。长征八号的重复使用,只是它功能的一部分,或者目标的一部分,另一目标是通过低成本竞争国际市场,或者国内外市场,然后弥补国家轨道运载力的空白,这两个功能也很重要。

其次是重复使用,所以咱们一直在讨论,大家在网上讨论长八的时候一直强调重复使用,我觉得它的目标性可能排在差不多第三,因为周期还是很长的。

另外我觉得长八在未来商业的国际市场或竞争上,可能会面临非常严峻的考验。特别是在猎鹰9号火箭发射后,整个市场的竞争环境和压力会提升不少。包括国外很多先进的火箭,比如欧洲的阿里安5、新的阿里安6迟迟也推不出来,即使推出来也已经落后猎鹰9一大截了。还有俄罗斯的联盟5、包括日本的H3火箭也是新一代火箭,其实都很难快速推出,进展比较慢。括美国本土内的火箭、洛马和波音做的火神火箭、还有蓝色起源公司造的新格伦火箭等等,在这样的对比下,都很难再脱颖而出了。

有猎鹰9号火箭在这里摆着,全球其他的火箭都很难去竞争。即使研制出来,我觉得其他的新型号研制出来,可能星舰都已经出来了,所以竞争国际市场发射上的竞争力、成本上的竞争力,我觉得长八未来可能会面临非常大的困难,但是又不能不去做这个事情,因为这是个时代的趋势,面临困难必须要去走出这一步,先要做这个事情。

至于我们是不是遇到什么困难,那是另外要解决的问题,不是做与不做的依据。长八今天完成了首飞,完成首飞之后,未来再从成本上去不断地迭代,尽早地实现重复使用。那怕不重复使用,它在成本上有一个新的思路大幅度降低成本,提高竞争优势,也是可以的。不管是什么方式,最终都是为了降低成本,省钱是最终的目标,重复使用只是一个手段。

主持人:感谢二位老师跟我们共同来关注今天长八首飞。关于可复用和回收的这件事情,很多网友在直播间提问也非常关注。其实回收复用仅仅是我们长八目标之一而已,它在未来国际市场上的竞争优势可能不仅仅在于可回收和复用。

当然作为一个目标来讲,它是我们期待看到的结果。我们今天这场直播仅仅是关注长八的一个开始,后续关于长八的一系列的报道,我们将在各个端口为大家提供更加详尽的、更加细致的技术分析,也感谢二位嘉宾积极地在我们的各个窗口给大家进行技术上的解答,回答网友的提问。再次感谢各位网友走进我们的直播间,一起来关注腾讯新闻的《星空对话》栏目,我们下期再见,谢谢二位!

长征八号成功首飞:未来验证可回收技术,SpaceX将不再孤独_详细解读_最新资讯_热点事件

编者按:本文来自“腾讯科技”,36氪经授权发布。

划重点:

  • 1 长八作为我国首款国家立项的商业运载火箭,未来将成为我国主力中型火箭,承担商业发射的重任。

  • 2 在技术上,长八是面向商业化的市场,因为商业化市场追求的是商业的经济性,以及市场的竞争力,所以并不强调技术的先进性,而是强调成本或者在周期上的适应性。

  • 3 长征八号SSO的运力是2.8吨,GEO的运力是将近5吨。通过这样模块化的设计来降低成本,包括二级也是,直接沿用了长征三号甲火箭的第三级。

  • 4 本次首发是没有回收的。未来,长八的回收方案是采用集束回收的方式,相当于芯一级带两个助推一起回来,这个难度还是很大的,相对于跟咱们众所周知的SpaceX的 Falcon 9是完全不一样的回收方式。

  • 5 从目前来看,掌握回收技术应该是将来做运载火箭的门票、敲门砖,必须得做回收,但要再过四五年之后,长征八号R的型号才会真正应用,所以最近几年都不尝试重复使用。

2015年12月,美国私营航天公司SpaceX成功回收了名为猎鹰9号(Falcon 9)的火箭,实现了人类历史上第一次一级火箭可垂直回收,使人们对于遨游和移民太空的可能增加了更多的想象。

继猎鹰9号之后,在2020年12月22日,我国长征八号运载火箭(下文简称长征八号或者长八)作为我国“火箭家族”中首个开启可回收、可复用式的火箭“新丁”,在海南文昌成功发射。

虽然本次是长征八号第一次正式执行飞行任务奔向“星辰大海”,但长八其实早在2015年开始论证,在2019年11月,长征八号运载火箭芯二级氢氧发动机高空模拟试验成功。

长八作为我国首款国家立项的商业运载火箭,未来将成为我国主力中型火箭,承担商业发射的重任。那么长征八号面向回收复用的突破性技术是什么?如果火箭回收复用在未来步入常态化时代,将对我们的日常生活带来何种影响?是否可以期望火箭成为人类往返太空的理想交通工具?

腾讯新闻「空天计划」推出的《星空对话》栏目第二期邀请到了知名主持人张天娇对话中国科学院空天飞行科技中心信息电子技术部主任,高级工程师朱永泉,中国航天系统科学与工程研究院规划推进研究所战略研究总师,《中国航天》新媒体执行主编张京男,解读长征八号背后的奥秘。

从火箭的运载能力来看,张京男表示,跟发射嫦娥五号的长征五号运载火箭相比,其他的火箭都很“苗条”,只有长征五号系列火箭的芯级直径达到了5米。从技术来看,长八是面向商业化的市场,追求的是商业的经济性,以及市场的竞争力,所以并不强调技术的先进性,而是强调低成本或者在周期上的适应性。

朱永泉认为这次长八是采用集束回收的方式难度较大,和SpaceX 的猎鹰9号火箭相比是完全不一样的回收方式。“长征八号是集束回收,芯一级带着两个助推一起返回地面,本身自重很重,要把芯一级和两个助推器整体返回地面并且实现软着陆,最后的目标点是10米见方的范围。整个过程包括从弹道规划、中间过程调姿,还有发动机的利用、多次启动、最后阶段燃料燃烧节流等方面,整个技术都是难度非常高的。”

以下为嘉宾对话实录:

主持人:腾讯新闻的各位网友,大家好!欢迎大家进入腾讯新闻星空对话栏目,我是主持人天娇。非常高兴我们今天看到了长征八号的顺利升空,在直播过程中,相信各位网友积累了关于今天发射的相关问题,欢迎大家积极在我们的留言区进行留言。

今天直播主题是“火箭家族又添新丁,长征八号究竟有哪些「绝活儿」?”对于长征八号的发射,整个研制过程有哪些亮点?长八发射成功之后,后续面对航天器又诞生出哪些新的可供探索的领域?

今天我们将共同跟二位专家进行探讨。首先介绍一下来到演播室的直播间的两位嘉宾,他们是:中国科学院空天飞行科技中心信息电子技术部主任、高级工程师朱永泉。另一位来到我们演播室的嘉宾是中国航天系统科学与工程研究院规划推进研究所战略研究总师,《中国航天》新媒体执行主编张京男,两位老师好

朱永泉:主持人好,各位网友,大家好!

张京男:主持人好,大家好!长八发射成功是非常让人振奋的,但大家不要被我所背后的图蒙蔽,其实这个图是一张虚拟的图,谢谢!

主持人:我们知道这次长征八号的成功发射非常值得我们关注的一点就是未来将要取代长征二号和长征四号系列,成为我们重要的中型火箭,承担主要的商业发射的重任。对比前一段时间送嫦娥五号升空的长征五号火箭,通常我们称它是“胖五”,长征八号的体型看起来非常高挑,看起来比“胖五”瘦,在火箭家族当中它有哪些优势呢,能不能简单介绍一下?

张京男:其实跟“胖五”相比,其他火箭比如长八、长二、长三都是瘦子,它们都是苗条的。长五是五米的直径,长八跟其他火箭比较相似是三米三五的,助推器是两米二五,它的上面比芯一级稍微瘦弱一点点。在技术上,长八是面向商业化的市场,因为商业化市场追求的是商业的经济性,以及市场的竞争力,所以并不强调技术的先进性,而是强调成本或者在周期上的适应性。

它的关键技术,在下半部分也就是一级跟助推器,主要是来自于长征七号火箭一级的结构。长七是四个助推器,而长八是两个助推器,助推器的型号和性能是完全一样的。也就是说,芯一级是由两台液发100(YF-100)发动机组成的,每一个助推器由一台发动机提供动力;我们可以这么理解,整个一级是四台YF-100,这样算下来四个120吨推力,也就是480吨推力推动整个360吨的火箭进入太阳同步轨道(SSO),或者是地球同步转移轨道,也就到了36000公里的高度了。

SSO的运力是2.8吨,GEO的运力是将近5吨。通过这样模块化的设计来降低成本,包括二级也是,直接沿用了长征三号甲火箭的第三级。从成熟火箭的某一级上直接移植过来的,也是两台YF-75发动机,非常成熟的液氢液氧的发动机作为二级的动力,这样形成一个整体的系统,从而具有商业上的竞争性和研制周期上的优势,为后续打开国内外市场奠定了很好的基础,这是主要的思路。简单地说可以理解为搭积木,就像搭乐高积木一样,把成熟的两块东西拼在一起,具有一个非常好的优势。

主持人:刚刚京男老师说到搭积木的方法,朱老师觉得在整个搭积木的过程中,长八当中哪个“积木”是您觉得最关键的环节,跟其他火箭家族的成员相比是最新的,也是最重要的一部分革新呢?

朱永泉:其实刚才张老师已经讲的比较清楚,现在这一款新型的长八新一代的火箭,是采用模块化、组合化和系列化,也就是“三化”开展的系列研究,相当于长征七号的芯一级加助推,然后加上长征三甲的三子级,相当于是用液氧煤油模块和氢氧模块“搭积木”。这两部分都很关键,没有说哪一个不关键的,都很关键。

虽然是搭积木的,但是本身作为一款运载火箭来说,简单搭的话还是有很多需要改进的地方。如果我们按照简单的搭积木做的话,想象是很简单,就是把长七的一级,加上一个三甲的三级直接摞到一起,但其实里面还是有很多很关键的地方。

第一是液氧燃油和氢氧两种推进剂。其实长八这次使用的是长七的发射工位,这个工位之前没有氢氧系统的,所以要适应发射工位的话,需要把氢氧系统接到发射工位上,这是一个挑战。这相当于面对氢氧需要适配整个的一套从地面加注到整个上面,相当于增加了一系列的东西,难度比较大。

另外一方面,长八主要目标面向的是SSO轨道,这个轨道有一个特点,相对于太阳其轨道面是不变的,特别利于遥感,主要是遥感卫星的部署。而且现在SSO轨道的运载能力,目前基本上包括二丙,长二、长四系列都到三吨左右。长八主要是面向SSO轨道五吨左右的载荷去做的任务,整个部分对于完善我们长征系列运载火箭的型谱是一个非常好的有力的补充。

主持人:在这里还想请教您一个问题,我们提到商用火箭,包括像整个轨道的选择,长征八号作为我国首个立项的商业运载火箭,我们特别想知道关于回收复用这个技术,对于它来讲一定是特别关键。在整个长八的设计当中,有哪些技术对于回收复用的目标是突破性的?

朱永泉:这次刚刚首发是没有回收的。长八的回收方案是采用集束回收的方式,相当于芯一级带两个助推一起回来,这个难度还是很大的,相对于跟咱们众所周知的SpaceX的 Falcon 9是完全不一样的回收方式。

首飞方面应该是开展了部分的技术验证,但是具体验证哪些技术,现在还不是很清楚。相信通过后续技术迭代,能逐步实现回收的能力。首飞成功,也为后续开展回收复用技术验证,包括后面整个的实施做好了坚定的一步。

主持人:您刚才提到整个回收从难度上来讲,跟SpaceX 9会有很大的不同,这个不同是指哪些方面?

朱永泉:从我个人理解来看,因为长征八号是集束回收,相当于芯一级带着两个助推一起返回,本身自重很大,相对于SpaceX来说,它是芯一级和助推分别回,我们这个自重很大。本身要把这么重的芯一级的产品加助推的产品直接垂直回收,可能最后的回收目标点是10米见方的范围,难度是非常大的。包括从整个的弹道规划、中间过程调姿,还有发动机的利用、多次启动、最后节流,整个技术都是难度非常高的。

主持人:刚刚二位老师还提到关于发射轨道的问题,其实我们之前看到一些资料,说到长八能够弥补我国在现役火箭,在太阳同步轨道和地球同步轨道上发射能力的不足。过去我们在这两个轨道上发射的有哪些部分是这次长八能够在技术上进行覆盖和补足的?

张京男:主要是运力上,不管火箭是什么型号,最终的目标是把一定重量的载荷送到某一个高度的轨道上。刚才说的两个数字很重要,SSO(太阳同步轨道,卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向,轨道倾角约97°,距地面约700千米高度的圆轨道)5吨、GTO(地球同步转移轨道,近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度约36000公里的椭圆轨道)2.8吨。之前SSO的运力,其实是在5吨之下,就是2吨、3吨的样子,未来把这个数字弥补上去作为填补这个空白。

GTO轨道也是同样的情况。如果用长二丙或长二丁类的火箭是送不上去的,如果是用长征五号或长三甲,是比较浪费的,所以有了长八实现高轨这种吨位能力的时候,我们面向的任务就更加灵活了,多重的载荷、什么样的轨道都可以送上去。即使弥补上这一次之后,也不一定整个运力都完美了,都补齐了。但是这一次也是一定程度上的补充。

主持人:朱老师呢?从您的角度来看。

朱永泉:其实刚才张京男老师也说长八是面向将来替换二丙升级换代的产品,现在长二系列有很多载荷是SSO轨道。目前整个的能力是能够覆盖到三吨,但是将来对地观测的遥感卫星,长八发射成功之后,相当于能够覆盖到五吨的能力,就是对于将来部署各种大规模的重量更大的卫星,对地观测的卫星有很大的提升,相当于对我们整个国家对地球观测的能力有很大的提升。

主持人:刚刚我们其实也提到了关于回收复用的问题,还有一个问题,我想追问二位老师。关于回收复用,如果一旦技术成熟,在返回的路程上最需要克服的技术难点,目前看是什么?

张京男:其实技术上没有什么太大的难点,可重复使用火箭不会有特别新的颠覆性的技术,大部分都是流程上的优化。比如说国外的猎鹰9号回收的时候主要是两项技术,或者是两个尝试,实现了重复使用。一个是栅格舵(由众多薄薄的栅格壁镶嵌在边框内形成,通过栅格舵可以控制火箭回收时的姿态,确保火箭残骸能够落在设定的区域),也就是在芯一级的上面会有一个板状网状的控制舵,在返回地球的时候会张开,像两个翅膀。像我们玩竹蜻蜓一样,假如一根细棍摔下来的话很难控制姿态,但是用两个像扇叶一样的东西去控制,它就会竖直的向下,栅格舵也是这个作用,来控制火箭下落的姿态不要失稳,这是特别重要的一个操作、尝试。

而且我国最近也开始尝试这一亮点,也开始做了,比如在之前发射的长二丙和长四乙的火箭发射过程中,也尝试了打开栅格舵来控制火箭的落区的问题,落区的精度也比以前有了特别大的提高。一根细棍有的时候不知道会弹到哪里,如果用竹蜻蜓方式往下落的时候,就非常稳定,大概就是这样的原理。

另外非常关键的尝试就是发动机的变推力问题,之前的火箭推力发射基本上都是满推力,起飞的推力大部分是满推力上去,燃料烧完就掉下来,一级的方式基本都是这样。

因为要克服地球引力的话,肯定要在刚起飞的时候全力、全速前进,全力以赴地去推动。但是重复使用火箭就不一样了,一级在起飞全力推进之后,回来的时候就不能再全力推进了,不然就回不来了。回来的时候需要能够再次点火,肯定是关机以后才能掉下来。如果一直推的话,就一直往上走。掉下来之后,需要再次点火,再次点火是一种非常重要的问题。如果在非常高的速度下,发动机无法点火的话,就直接摔到地上了。

点火点起来之后,快着陆的之前还要保持发动机的变推力,就是可调节、可以节流的推力方式。开始是百分之百推力,接触地面,到达地面附近的时候,推力要降到大概60%、30%甚至更低,这样有可能让火箭慢慢软着陆,并且稳定地立在地面上。

这两个尝试是非常大的挑战。目前只有SpaceX公司实现了这个技术,而且其他火箭制造商都没有实现,就是这两个方面,一个是栅格舵真正的使用,一个是发动机特别大范围的变推力,一定要变推力,不能一竿子插到底一直在全力点火,那就无法实现软着陆回收了,这是我目前想到的关键点。

朱永泉:张老师刚才说的两个非常关键,栅格舵加可变推力、可多次启动的发动机,对于回收路上破除九九八十一难的险阻是非常重要的两个关键点。我这边再补充两点,咱们之前都看过长征八号模拟的返回动画,一二级分离开之后,马上在一级的头部会有几个推进器,其实叫做姿控发动机,它要改变整个的姿态。因为刚分开的时候其实没有动力,现在具体不是很清楚,靠几台姿控发动机去调整回来的姿态,这个对于不回收是没有必要的事情。

第二点回收过程,包括落地的一刻、落地之前,刚才张老师说把推力给做一个深度调节。第二是整个的定位,其实我们刚才说了回收是十米见方或几十米见方很小的区域。我们的落地一般都是几十公里,这个就要控制到十几米、几十米见方的范围之内,最后落地之前的定位是关键、非常重要的。对于火箭来说,它的精度我理解是定到厘米级才能保证。最后落地要三过零,速度零、高度零、姿态零。最后落地这一下是非常重要的,我们看到很多次SpaceX前面失败的发射,有很多都是因为落地那一下,我们看到了很多次船上倒掉的视频,落地这下是非常关键的。

还有一个就是支腿,相当于落地落下来之后要把支腿打开过程中,着陆支架对于回收也是关键的一点,我们可能要为这个东西增加一个新的控制机构,去满足整个回收的需求。

张京男:再补充一点,在火箭返回过程中,因为返回过程中是跟之前不一样的方式。返回过程中跟大气层中产生的热效应,就是跟空气磨擦产生的热效应,对火箭的箭体也是一个巨大的考验。因为之前不需要考虑回来的时候箭体承受什么样的磨擦,或者是温度。现在你看猎鹰9号每次回来的时候,箭体都是灰色的,而且下一次发射的时候有的时候都懒得涂漆了,你会看到一子级都是灰色的,二子级又是白的,所以返回时对大气的抵抗是需要考虑的问题。

主持人:高度精度的要求,还有很多技术类的革新。我听说之前的一些消息显示,长征八号从签约到出厂用时仅仅需要12个月。初期的量产速度,据说是可以达到年产12枚,中后期的速度可以达到20枚左右。大批量生产对于降低成本,我们知道效果一定是非常明显的。发射周期根据之前了解到的资料也是仅需10天,为什么长征八号可以实现快捷制造,从制造的技术上有哪些改进呢?

朱永泉:我理解的更多是偏管理的问题,就是航天整个从设计、生产、制造的体系涉及到革新,可能需要一部分的革新。

其实针对高密度发射,整个长征八号火箭采用模块化、系列化、组合化的思路开展研制,继承了长七芯一级三甲的三子级,组成了这么一发火箭。这样有一个好处就是将来的生产制造方面,比如说芯一级箭体和发动机,可以跟长七组批进行生产。二级发动机和箭体结构跟三甲的组批生产,这个得管理措施得当,因为火箭整个体系管理,包括全生命周期的管理非常严格的,相当于必须在满足火箭整个的任务需求和可靠性要求的前提之下,尽量去做到能够组批,包括电气系统的设备进行全样验收,减少过程中的实验环节。

通过这些方式,整个提高生产、测试和实验的效率,这应该是偏管理性的整个组织管理的问题。另外发射周期是10天,这对于长征八号这样的中型运载火箭来说是非常短了,从我了解的信息来看确实是非常短了。现在长二丙、长三甲系列,每年二丙不到十发,有几发的样子。然后长三甲每年都是十几发的样子,现在整个工作周期也将近是二十多天左右。这个10天确实非常短,因为我们现在也没有具体的第一手资料,所以后续可以优化的地方还有很多。

主持人:张老师,以您的角度看,如果我们想要实现之前了解到的目标,比如从签约到出厂达到12个月,整个的发射周期用10天左右,达到这样的发射密度,您觉得目前需要突破的主要方向是什么呢?

张京男:需要突破的主要方向我认为是思路。目前从技术上来说,因为面向商业化、市场性的,主要还是实用性,所以一级和二级就是搭积木来完成这个事情。而且研制方面还是原来的生产线,并没有在生产线或者在特别高精尖的技术上突破之后才去造这枚火箭,思路上的不同。

在原有的模块已有成熟的情况下,去做系统与系统之间的,比如助推器一级跟二级之间适配性的尝试与论证之后,可能很快就步入成熟了。技术成熟之后,再去把火箭快速研制出来,其实是一个决心的问题,假如我们要面向市场,就一定要把所有的障碍都清除,快速实现这两个模块的对接。

如果面向市场的话就要考虑数量问题,数量越多,单个的成本就会越低。比如你去买衣服,买一件衣服可能就9折,买10件的话你说:“老板给我打个折吧,给我打个7折怎么样?”老板一看你买十件衣服,没问题!可能衣服5折就买了。也就是数量越多,单价就越便宜。商业市场拼的不是技术高精尖,是单位产品的成本。长八也是按照这种思路发展的。

主持人:我们设想一下,在未来整个商业运载火箭的各项技术已经很成熟了,从适配性上,从不同模块之间的彼此配合上,从效率上,从发射周期一切都达到理想状态,步入常态化。对于我们普通人的生活,它会带来哪些具体的影响呢?

朱永泉:航天至少从目前来看还是个小众的行业,虽然长八后面年产量破20枚,但是你想想20枚对于我们不说远的,对于航空飞机来说,其实这个数量真的是太小量了,确实是太小量了。而且现在首先从整个的运载需求来说,可能也不支持再往更高的,比如一年上百枚的火箭去产出,可能也不支持做这个事情。

我觉得对于普通民众来说,航天发射的成功更多的是一种民族自豪感,是提升民族凝聚力的表现。当然本身航天对于我们每个人的生活还是有很多的影响,比如说手机上GPS定位,其实完全是靠卫星。我们对地观测就是气象灾害的预报,完全就是航天技术在支撑整个国民经济这一块相关的内容。

我相信后续随着长八回收真正的工程落地应用之后,对必胜整个民族的凝聚力是非常大的强心剂。大家也看到猎鹰火箭两枚助推器同时落地的震撼场景,从这个角度来说,对提升咱们民族的自豪感、整个综合国力都有非常大的展示。

主持人:今天长八的发射成功,其实让人不得不想起之前,刚才两位嘉宾也提到了SpaceX 9发射的成本问题。一级火箭的发射能够降低成本像他说的降低甚至达到90%以上吗?在这一点上我还是有一点怀疑。张京男老师,您觉得从火箭回收复用的角度上来讲,一级火箭的回收复用技术,真的能够降低90%以上的发射成本吗?目前SpaceX所拥有的回收复用的技术是不是全球顶尖的?

张京男:这个不是打折衣服这么简单,即使回收了十几次,它的成本也绝不是消耗一下燃料的成本,因为成本还包括修复、检测,还有故障的排除,可能都会形成一些成本。并不是说一次发射是6000万,发射两次每次就是3000万,远远不是。可能发射十次以上的数字之后,单次发射的成本才会打五折,到原来的一半,大概是这样的关系,大幅度下降的可能性,目前是没有的,最多能够降低50%,而且是发射在10次以上,在各方面比较顺利、也不出现各种意外的损坏,或者是对卫星的损伤的情况下,才能够实现。这是成本数字的情况。

主持人:之前我们也知道马斯克SpaceX 9的优势是可以重复优势,在商业航天SpaceX取得重大进步的时候,他也说过可回收火箭所具有的非常大优势,也许在未来能够成为进入火星主要的交通工具的运载火箭。我们畅想一下,未来可回收火箭能否成为人类往返太空主要的运载工具呢?

朱永泉:目前在新的材料和核聚变整个取得重大突破之前,化学火箭仍然是人类进入太空最理想的工具,但是我们只说进入,而不是往返。运载火箭,我们知道美国的航天飞机已经下马了,整个运载火箭和航天飞机最大的区别,从往返的角度来说就是载人返回的过程。航天飞机的轨道飞行器在执行完在轨任务之后,直接航天员将送回地面,但是运载火箭目前来看主要任务还是将有效载荷,对于载人方面其实就是载人飞船发射进入预定轨道。返回其实主要还是靠载人飞船本身的返回舱,通过再入的方式去返回。可能我们进入太空目前来看最好的方式是火箭,但是返回的话还是看载荷自己带的返回舱再重新回到地面。

但是我们再关注一下SpaceX,马斯克前一阵SN8,就是星船8号刚刚在地面炸了。现在SN8可以说是一个巨型巨无霸的运载火箭,按照马斯克的说法是要用这个登火。而且Starship目前是按照100人载客量去设计的,这个就非常厉害并且成果相当可观。如果用运载火箭返回的话,现在是拭目以待,看看SpaceX能够做到什么程度,相信应该会比较快,他们确实迭代速度太快了。

主持人:京男老师,如果有一天可回收的运载火箭能够实现载人航天的运载任务,送航天器入轨的任务,整个的载重能力大概要达到多少?

张京男:其实猎鹰9号已经实现了,就是你说的火箭送宇航员到太空已经实现了,用火箭和飞船已经两次将宇航员送到,第一次是两名宇航员,第二次送四名宇航员到国际空间站,而且火箭还回收了,这一步已经是初步实现了。但是也只是SpaceX公司实现了。

刚才我们还提到了一个问题,就是SpaceX的火箭技术是不是尖端的?客观来说是的。目前来说,全世界也只有猎鹰9号火箭实现了这个能力,其他火箭无论在论证的,或者是在实验的,都还没有实现这样的功能。

真正实现而且变得成熟的,也只有猎鹰9号,而且已经不仅是实现了火箭回来,还实现了载人航天同时火箭返回地面。而且现在最多的一次是复用了七次,复用次数也在不断增加,我大概估计一下火箭的仓库,大概有几十枚火箭存在那儿了。未来可能可以选用火箭,比如说选择用过三次的火箭、用过五次的火箭,经过技术状态评估之后说这个火箭可以进行下一次,他可以随便从仓库里面拿出一根去发射,目前是已经相当成熟了,而且已经流程化了。

猎鹰九号的型号,比如从猎鹰一号、猎鹰9-1.1到1.2,目前是猎鹰9-B5,什么意思?定型了,不再发展猎鹰9号火箭了,就这样了。已经超越全球其他火箭一代了。在在猎鹰9号火箭上作文章,马斯克认为没有太必要了。他现在做的事情是什么?像刚才朱老师说的,是星舰、包括猎鹰重型,还有比如马斯克他说的要超越自己,再造两个新的东西超越他的猎鹰9号火箭,他是做了这样的自我颠覆。

他把自己的火箭颠覆之后,出现新的猎鹰重型能力。鉴于猎鹰重型的能力,与猎鹰9号并不是一代的火箭,猎鹰重型的更超前一点。星舰运载器肯定超越了猎鹰9号不只一代,关于你说的猎鹰9的技术状态和未来的前途是什么样的,它的前途就是几乎没有什么技术上的阻力和政策上的阻力,这是非常值得我们关注甚至是警惕的事情。

主持人:二位老师能不能预估一下,在未来几年当中,假如我们以五年为期,目前长征八号所拥有的方方面面的指标,从技术来看、甚至从管理的革新上来看,未来五年会达到什么样的状态?在国际商用市场上,长征八号火箭会处于什么样的位置?

朱永泉:这点不太好预估,还是发展着看问题。今天虽然首飞成功了,但是还是没有一个回收状态,而且我相信实现回收还有很长的路要走。刚才张老师也说,我们整个的栅格舵的方案,包括在二丙,长征四号都已经验证过了,这一块目前是有一些积累。

但是要实现回收,真正的难度还有很多。包括今年火箭院也做了控制算法的验证,飞行器飞上去之后又垂直降落回来,做了一个飞行控制算法的验证。但是仅仅这一些还不够,我个人认为还需要一段时间来实现,但是具体的技术储备做到哪一程度,现在我还不好说。从目前公开的消息来说,2025年具有工程应用的就是回收这一块具有工程应用的能力。如果到那个时候,我们长八相信整个技术状态,我个人觉得会有比较大的技术变化。

虽然我们在外边看应该不会有特别大的变化,但是整个里面我相信会有比较大的革新。因为毕竟是在长七和三甲的基础上去搭到一起的。长七是发射货运飞船的,其实是在咱们921工程的指导下做的一款火箭,可靠性非常高。所以整个里面的产品,其实还是非常昂贵的,可能在整个的降成本这一块。因为我们现在也不了解具体报价的情况,但是一旦回收成功之后,我觉得是重新树立中国航天在世界形象的契机,从目前来看,掌握回收技术应该是将来做运载火箭的门票、敲门砖,必须得做回收。

现在马斯克已经把答案放在那儿了,就是看谁能尽快追上来。我们现在只能是在追赶的地位,把自己放在这个地位然后逐步去超越自我,我是这种想法。

主持人:张老师呢?

张京男:刚才说的长征八号的未来,朱老师说了一个很重要的数字,就是2025。四五年之后火箭需要有重复使用的能力。长征八号R的型号才会真正应用,所以最近几年都不尝试重复使用。长征八号的重复使用,只是它功能的一部分,或者目标的一部分,另一目标是通过低成本竞争国际市场,或者国内外市场,然后弥补国家轨道运载力的空白,这两个功能也很重要。

其次是重复使用,所以咱们一直在讨论,大家在网上讨论长八的时候一直强调重复使用,我觉得它的目标性可能排在差不多第三,因为周期还是很长的。

另外我觉得长八在未来商业的国际市场或竞争上,可能会面临非常严峻的考验。特别是在猎鹰9号火箭发射后,整个市场的竞争环境和压力会提升不少。包括国外很多先进的火箭,比如欧洲的阿里安5、新的阿里安6迟迟也推不出来,即使推出来也已经落后猎鹰9一大截了。还有俄罗斯的联盟5、包括日本的H3火箭也是新一代火箭,其实都很难快速推出,进展比较慢。括美国本土内的火箭、洛马和波音做的火神火箭、还有蓝色起源公司造的新格伦火箭等等,在这样的对比下,都很难再脱颖而出了。

有猎鹰9号火箭在这里摆着,全球其他的火箭都很难去竞争。即使研制出来,我觉得其他的新型号研制出来,可能星舰都已经出来了,所以竞争国际市场发射上的竞争力、成本上的竞争力,我觉得长八未来可能会面临非常大的困难,但是又不能不去做这个事情,因为这是个时代的趋势,面临困难必须要去走出这一步,先要做这个事情。

至于我们是不是遇到什么困难,那是另外要解决的问题,不是做与不做的依据。长八今天完成了首飞,完成首飞之后,未来再从成本上去不断地迭代,尽早地实现重复使用。那怕不重复使用,它在成本上有一个新的思路大幅度降低成本,提高竞争优势,也是可以的。不管是什么方式,最终都是为了降低成本,省钱是最终的目标,重复使用只是一个手段。

主持人:感谢二位老师跟我们共同来关注今天长八首飞。关于可复用和回收的这件事情,很多网友在直播间提问也非常关注。其实回收复用仅仅是我们长八目标之一而已,它在未来国际市场上的竞争优势可能不仅仅在于可回收和复用。

当然作为一个目标来讲,它是我们期待看到的结果。我们今天这场直播仅仅是关注长八的一个开始,后续关于长八的一系列的报道,我们将在各个端口为大家提供更加详尽的、更加细致的技术分析,也感谢二位嘉宾积极地在我们的各个窗口给大家进行技术上的解答,回答网友的提问。再次感谢各位网友走进我们的直播间,一起来关注腾讯新闻的《星空对话》栏目,我们下期再见,谢谢二位!

纪录片《SpaceX的腾飞之路》(三)

2020年,埃隆•马斯克(Elon Musk)旗下的太空探索科技公司SpaceX与NASA合作,协同执行了人类历史上首次民营公司载人火箭的发射,这也是美国从2011年后,首次发射载人火箭。搭载了龙飞船(Crew Dragon)的猎鹰9号(Falcon-9)火箭,将NASA宇航员鲍勃·贝肯(Bob Behnken)和道格·赫利(Doug Hurley)成功送入国际空间站,并顺利返回地球。

这一工程浩大的太空任务已然被载入人类史册,就让我们追随着纪录片的脚步,看一看人类的征途如何走向星辰大海。

视频来源:rtmi 1

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