王孟源：波音本末倒置 中国载人登月却大有可为

【文/观察者网专栏作者 王孟源】

我在今年四月初的《737Max必须重新认证》一文中，详细介绍了737Max问题的来龙去脉。最近有消息传出，南方航空也在四月就决定要取消所有后续的737Max订单，但是客机行业的惯例是不能退订金的。当然南方航空可以要求中国民航局或法院强制认定波音负担100%的责任，不过更大的可能是要把订单转为787。

这里的问题在于波音的漏子已经大到连美国联邦航空管理局（FAA）都不敢再帮忙遮掩的地步，结果是美国媒体（尤其是《纽约时报》）又得到了一连串的爆料。其中有关737Max的，仍然集中在MCAS那套飞控软件的诸般细节上，所以表面上虽然难堪，实际上却帮助波音遮掩了气动设计的真正问题。但是后来连生产787的南卡罗莱纳州（South Carolina）工厂也闹出一大堆丑闻；其本质是波音在过去十几年，为了降低成本、提升利润，在人事和管理上乱抄捷径，已经是整个公司每个部门都腐烂到底。这一方面证实了我在《737Max必须重新认证》一文中的逻辑推论，另一方面却暗示了787很可能也带着一身的病。波音占有全世界民航客机市场的一半，未来各国的航空公司和乘客如何自求多福，实在是个大大的难题。

在军用市场方面，美国国防部代理部长帕特里克·沙纳汉（Patrick Shanahan）在六月23日因家庭丑闻而辞职，美国总统特朗普最后决定让马克·埃斯珀（Mark Esper）接手国防部。沙纳汉是波音高管出身，埃斯珀却是雷神公司（Raytheon）的人。沙纳汉在国防部当主管虽然不久，但是积极主动地做出了许多重大的采购决定：不但无视KC-46加油机的一大串毛病，径行增发奖金；空军的新教练机和海军的舰载无人加油机，亦即军方过去几年最大的两笔新航空订单也都很巧合地给了波音；连正在准备退役的F-15都重新画上口红、粉墨登场，要抢洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin Space Systems Company） F-35的生意。

当然人去政息，到了7月23日，波音反过来宣布要提前退出价值850亿美元的GBSD（Ground Based Strategic Deterrent，陆基战略威慑，其实就是美国新一代的陆基核弹道导弹）竞标；这个肥得流油的项目（金额和大对撞机的实际价格相当），现在基本已经落入诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）的口袋里。好玩的是，在2017年的上一轮竞争中，沙纳汉作为刚上任的副国防部长，主持了将洛克希德·马丁公司淘汰出局的决定。

回顾了民用航空、军用航空和军用航天，我们终于可以言归正传，来谈本文的真正主题，也就是波音的民用航天生意。

美国的民用航天由NASA（国家航空航天局）主管。在Space Shuttle（太空梭，或航天飞机）计划严重超支并且连续出事之后，只能回归旧式的大火箭。

在2004年，小布什如同今日的特朗普一样，也突发奇想，要重新载人登月。于是NASA启动了长达30年、总额2300亿美元的Constellation（星座）计划，开始设计Ares I和Ares V两型火箭，低轨道（LEO，Low Earth Orbit）最大载重能力将达到188公吨。不过奥巴马上台之后，发现NASA执行效率极低，五年多下来什么正事都没干，基本上纯粹是对承包商的利益输送，于是在2010年初取消了整个计划。

但是NASA那么大的官僚体系，再加上政治能量极大的承包商，数以万计的工作岗位都要继续吃饭，没有个名目也不行，于是把计划和火箭都换了同一个名字，成为Space Launch System（SLS，空间发射系统）。借着回收使用航天飞机（Shuttle）的各种既有子系统（包括火箭引擎、燃料箱和助推器，猎户座载人舱则是太阳神的放大版，所以真正换了的就只有火箭壳子和电子系统），低轨道最大载重能力降到70公吨（然后将增加到130公吨），每年的预算则勉强压低到20亿美元左右。就这样因陋就简的设计，九年下来同样也是一再拖延，例如原本（2013年时）预期在2017年首飞，结果每年延后半年，现在的计划是明年六月；但是如同英文里常说的： Don’t hold your breath。

那么这个十几年来拿了钱不干事的承包商是谁呢？是一小一大两个：负责Orion载人舱的是洛克希德，占了绝大份额的SLS火箭主体则由波音包办。

引发我写这篇文章的，是以下这个有关波音SLS火箭生意的最新爆料：https://arstechnica.com/science/2019/08/rocket-scientist-says-that-boeing-squelched-work-on-propellant-depots/；它的消息来源则是George Sowers（美国科罗拉多矿业学院空间资源教授）。

2009年时，Sowers教授还在ULA（United Launch Alliance，联合发射联盟，这是波音和洛克希德·马丁公司在2006年合资成立的新公司，负责统合两者以往卖给NASA的老产品，以期消弭竞争，维持较高的利润率）任职，做一个研发计划主管。他的构想是直接利用既有的20+吨级载重火箭（即Atlas V和Delta IV，都是ULA的产品；前者来自洛克希德·马丁公司，后者原属波音）推送Centaur（半人马，也归ULA管，来自洛克希德·马丁公司；这是目前还在飞的美国航天器中的老爷爷，1962年首飞，比阿波罗计划的前身双子座还要早）上面级，把燃料（在阿波罗计划里，占总载重的70%）、登月飞行器和宇航员分几次送上近地轨道，组合之后再飞往月球。

这个主意（叫做Distributed Launch）在60多年前太空时代刚开始，就已经被仔细考虑过了。后来Apollo还是采用一次性发射的设计，除了当时不差钱的时代背景之外，最主要的考虑，在于60年代的技术，无法把低温液体燃料（Cryogenic Fuel，包括液氧和液氢，后者尤其是个大问题）在轨道上保存，只能在发射前直接加注入火箭。

Sowers教授注意到燃料冷藏技术已经今非昔比，而100+吨级和20+吨级载重火箭的价差却比50年前高出许多，于是登月的最优解也就颠倒过来，而且差别极大，可以节省十倍以上的费用；这主要（次要的因素是发射燃料和补给，可以用风险高但是便宜的火箭）是因为他的ACES/Depot（Advanced Cryogenic Evolved Stage/Depot，先进低温演进火箭级和储藏仓；参见https://www.ulalaunch.com/docs/default-source/exploration/evolving-to-a-depot-based-space-transportation-architecture.pdf）不需要花几百亿、甚至上千亿美元去开发新一代的100+吨级重载火箭（Heavy Lift Rocket），例如SLS。

ACES/Depot的上面级总成，由Centaur搭载一个附有遮阳罩的低温燃料箱；只需要Atlas V-400这个基本型火箭就能发射进入轨道

做为ULA的大股东，波音自然不会容许一个一年1亿美元（而且还要和洛克希德·马丁公司平分）的生意，取代一年至少20亿美元的SLS。于是先在2011年下令不准对外提起ACES计划和“Depot”这个字眼，随后Sowers教授和ULA的CEO（Michael Gass）也先后离职。Sowers尤其怀恨，但是人在航天工业，怎么能得罪波音呢？一直到最近几个月，波音真正成为过街老鼠，他才敢对媒体谈起这件往事。

特朗普上任不久，就要求NASA在2028年之前完成载人登月；上个月副总统彭斯又宣布时限提前到2024年，NASA的执行计划也随之不断修改。然而不论预算如何大幅增加，技术核心仍然是SLS。我们可以总结上文，得到两个很强的逻辑结论：1）波音在八年前扼杀ACES/Depot，是绝佳的商业决定；2）既然SLS是由波音负责，别说2024年，就是2028年，NASA的载人登月也绝无成功的可能。

相对的，中国的载人登月计划还没有正式启动；目前先期上马的一些准备项目，例如100+吨级的长征九号火箭，仍然依循阿波罗和SLS的一次性发射思维路线，所以在资金和时间上的投入都非常大，风险也很高，随之使得载人登月不可能在2035年之前完成。尤其中国在氢氧火箭引擎技术上，特别落后，不但不如美国，连日本都比不上。2016年才有20+吨级的长征五号火箭完成首飞，随即2017年的第二次发射失败了，问题就出在第二级的YF-77氢氧火箭引擎上。

如果中方仔细研究一下（真是相当简单的）ACES/Depot设计，就能扬长避短，绕过开发100+吨级火箭这个大难关，在长征五号稍微成熟稳定之后，马上可以开始载人登月计划（因为长征五号只须要送燃料，有些风险也可以承受）。如此一来，不但节省十倍左右的经费，而且在2030年之前就能成功。中国有那么多航天人才，相信也一定有人注意到了类似的方案。

20+吨级的火箭，除了载人航天之外，还有许许多多的实际应用；100+吨级的火箭，却只有一次性发射载人登月这个唯一的用处。一旦有了换为前者来完成同样任务的选项，而且还多快好省，那么纯粹为了发展100+吨级火箭技术而硬要去发展，就不只是极大的浪费，而且是本末倒置。我相信中国的航天从业人员，会做出正确的技术路线选择。

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