中国下大力气搞航天,还不如美国民营企业?想多了_风闻
诸葛兵-每日点兵官方账号-每日点兵官方账号2020-06-17 11:00
今天,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射任务因故推迟。
新闻很短,小兵兵也就不分析啥了,只希望后续一切顺利。
不过,只要提到中国航天,总有人会拿马斯克和他的SpaceX公司说事:“你看看人家一个民营公司都能吊打中国航天。”
就比如前阵子,乘坐SpaceX牵头研发的“猎鹰9号”运载火箭所搭载的“龙”飞船升空,并于第二天成功与国际空间站对接这件事。
“猎鹰9号”已经发射过多次,大家对其标志性的垂直降落不再有关注。
这次人们惊讶的是那科幻的飞船和宇航服。
这次亮相就是“王炸”的效果。
▲飞船内部干净整洁,更多的是触控面板和屏幕,宇航服也和我们印象中的宇航服有所不同
01.
说句实话,小兵兵看到这套衣服时,也着实被它前卫的科幻风格惊艳到了。
乍一看还有几分《质量效应》中N7作战服的意思。
▲ 游戏《质量效应:仙女座》
国外网友认为其头盔与法国电音组合“Daft Punk(傻朋克)”很像,除了科技感爆棚,还颇几分有标新立异的时尚元素。
▲ 傻朋克每次登台都会戴头盔,极少亮出真容
SpaceX宇航服出自铁头工作室的传奇服装设计师——何塞·费尔南德斯(Jose Fernandez)之手。
他曾多次为好莱坞大片设计道具服装,包括《蝙蝠侠大战超人》、《神奇女侠》、《金刚狼》、《美国队长》等,也为许多音乐人打造过服装和配饰。
▲ 大本所穿的蝙蝠装就是费尔南德斯操刀设计的
要是胖兵没猜错,这可是人类航天史上,首次由非官方背景的团队为宇航员打造宇航服,怪不得怎么看都像是科幻电影里跑出来的道具服。
尽管不是NASA工程团队的设计,但这身衣服可不是中看不中用的花架子。SpaceX宇航服和机组设备经理克里斯·特里格表示,宇航服的首要设计目标是易于使用和足够安全,同时为宇航员提供便利和功能性。
▲ 外国网友恶搞的买家秀
SpaceX宇航服的头盔使用3D打印技术和极简的设计风格,虽然有几分廉价的塑料质感,但却拥有一流的抗压性,头盔内的硬体设备均为一体包覆式设计,遮阳、照明、通讯、通风等功能一应俱全。
▲ 看着像cosplay道具,但科技含量不容小觑
宇航服的面料使用聚四氟乙烯(特氟龙)制作,这种材料耐热耐寒、抗酸抗碱,表面平整光滑,而且几乎不溶于任何溶剂,就算朝衣服上泼一瓶染料也不会粘上去半点。
▲ 小兵兵也想有这样的一身衣服啊,再也不怕西红柿酱溅身上了
为了便于操作飞船的触摸面板和便携式任务电脑,宇航服的手套被设计为无障碍流畅触屏,同时经过防电击绝缘处理。
▲ 手部特写,注意右腿白色盖子处为补氧和充电接口
服装里层安装有生命维持系统,包括氧气、电池和压力阀,传感器会根据外界的压力变化自动增/降压,以保持宇航员的生命安全。
▲ 工程人员正在地面测试宇航服的增压功能
虽然马斯克本人明确表示SpaceX宇航服可以在真空环境中正常运作,但这是为飞船出现失压、漏氧等意外状况时,宇航员进行自救和简单的舱内维修作业而设计的,并不具备太空行走的能力。
除了宇航服,龙飞船载人飞行的表现也值得关注。
作为以商业运载为目标的私人航天器,龙飞船能够搭载多达7名乘客往返地球轨道和其他地方,也是目前唯一能将大量货物运回地球的航天器。
▲ 本次发射是龙飞船首次载人,意义重大
相比那些生硬的称呼,小兵兵更喜欢叫它“太空旅游船”,为啥呢?
大家别忘了,马斯克搞这个玩意儿可是为了商用,开发太空旅游项目是其重要目标,而且这艘船的设计和功能也非常说明问题。
载人版龙飞船由货运版改造而来,舱内装有7个碳纤维座椅,并开有4扇舷窗,方便乘客观赏外太空的景色,拍照录像啥的肯定是没问题了。
▲ 座椅的用料和设计都凸显轻量化,主要目的是减重
为了尽可能降低旅程的复杂性,龙飞船使用自动驾驶技术,可以做到全程无人操作,包括自动与空间站对接、处理突发状况等。
必要时,也可切换为人工驾驶或地面远程驾驶,乘客能安心游览,不必担心被繁复的操作指令影响心情。
▲ AI可以承担难度和风险都极高的空间对接
与特斯拉一样,龙飞船也体现出马斯克本人对极简科技的偏爱,整艘船的操作面板仅由3块可移动的大型液晶触摸屏组成,大部分常规指令均可通过它们完成。
▲ 不知道这三块液晶能不能玩游戏……
这玩法怎么看怎么像是特斯拉上的超大中控液晶,这要坐进去会不会感觉像是能飞的特斯拉……
说到这,也许会有小伙伴觉得泄气,人美国一私人公司都能搞出这么牛的东西,看起来都超越中国航天了,难道我们举国之力的水平还不如美国的民营企业吗?
02.
小伙子你想多了,当然不是。
造电动汽车的马斯克玩为火箭不为别的,主要目标是可重复使用和低成本的商业化发射,最终目的还是盈利,这与主要用于科研、公共服务、国家安全的“国营”航天截然不同。
甭管“猎鹰”还是“龙”,这些运载工具本身不需要承担复杂的科研任务,目标的单一性可以让工程师把有限的资源用于特定的用途和功能上,并留出充分的“订制”空间。
▲ 龙飞船展开太阳能电池板
我们就以那身炫酷的宇航服为例,其实它并没有大家想象的那么高大上,能够实现的功能也和传统宇航服相差不多。
但大家要清楚一点,我们的宇航服可是十年前的产品了。
用这两个产品做比较,就好比用现在的手机外观设计,和十几年前的手机外观设计做比较。
▲ 仅作为IVA航天服,SpaceX的确非常超前
当然也有人会说,人家SpaceX能把不好看的宇航服,设计的如此科幻也能证明他们技术进步了呀。
其实不然。
因为舱内的宇航服并不需要非常高的“技术含量”,需要实现的功能也和出舱用的宇航服相差甚远。
对于宇航员来说,出舱作业是再正常不过的家常便饭,维修电池支架、更换新的导航面板、检查微小陨石给航天器带来的划痕等等,这些工作都会让宇航员直接暴露在太空环境中。
▲ 宇航员马克·凡德·黑在国际空间站进行舱外作业,他需要脚架和脐带才能固定身体
NASA给哈勃望远镜换一块聚焦镜面需要一整个星期的时间,这期间每名宇航员平均每天的出舱工作时长都在6-10小时左右,体能消耗巨大,而且危险性极高。
在这个过程中,宇航员会受到剧烈温差、光照辐射、微流星等足以致人死亡的环境威胁,因此宇航服需要多层复合材料制成,以满足基本的防护需要。
▲ 美国宇航员安德鲁·摩根在舱外给国际空间站更换新的电池组
与此同时,宇航服还要满足供氧、二氧化碳清除、内部压力平衡、温度调节、简易食品和饮料供给、小便抽吸等一系列维生功能,整套系统非常复杂。
这就使得航天服十分厚重、笨拙,行动颇为不便。
▲NASA设计舱外机动单元(EMU),该装置用于在全真空下进行8-10小时左右的微重力活动,同时提供防辐射保护
而这一切麻烦,对于没有出舱计划的SpaceX来说都不需要考虑,它只要做好IVA(舱内活动)的功能即可,因此SpaceX就可以轻装上阵,设计师也就有了功能多的发挥空间。
当然这里小兵兵还是要说,如果作为IVA航天服,SpaceX的设计确非常超前和酷炫的。
希望我们以后也能在宇航服的外观上下下功夫。
03.
说实话,SpaceX这次发射载人飞船的确值得称赞,但大家也别被它科幻的外形唬住了。
剥开表面看本质,SpaceX之所以能够获得成功也绝非自食其力。
大家要注意,这个项目的名称可不是SpaceX载人航天计划,而是NASA商业载人航天计划。
私人公司的背景又如何?它的发展还是离不开NASA的鼎力支持。
比如猎鹰9号所使用的灰背隼1型发动机,这玩意本来就是阿波罗计划留下的成熟技术。
而制造火箭燃料箱的2195铝锂合金,也是航天飞机早就应用的现成材料。
▲猎鹰9号和重型猎鹰使用发动机源于NASA,并非自主研发
对于SpaceX来说,他只要将这些现成的可靠工具整合进自己的火箭即可,省去了大量基础研究所需要的资金和时间。
政策方面,美国政府早在2004年就计划让NASA退出近地轨道的发射任务,将全部焦点转入深空,重返月球和登陆火星的阿尔忒弥斯计划就是这一战略部署的结果。
▲在阿尔忒弥斯计划中,NASA的征途真的是星辰大海,他们已经不玩轨道卫星了
而将卫星的发射全部交给商业公司,也是商业轨道运输服务(COTS)能够顺利进行的前提,SpaceX正是从众多竞争者中脱颖而出的佼佼者。
可以说,SpaceX受惠于国家政策的扶持、NASA的技术支援、美国强大的航天装备制造和人力资源这个大环境,民营的背后其实还是一座可靠的大山。
小兵兵还是很佩服马斯克这个牛人的。
他在孕育SpaceX的过程中,更多的是利用自己出色的商人头脑,在融资、标准化生产、广告宣传和树立企业形象上下了大功夫。
包装嘛,就得有范儿,科技、前卫就是马斯克的范儿。
▲当然理工男的出身,也给了他很大的帮助,毕竟自己也算半个内行(做过销售各位应该能理解,好销售不仅要口才好,还要懂产品)
他不仅为公司搞到了源源不断的发射订单,还将前文提到的多重优势整合在一起,极大地压低了发射成本,真正让SpaceX做到了廉价的商业化运营。
如果非要对比中国航天和SpaceX的话……
后者能做到独立建造空间站、背向登月吗?
不过咱的宇航服确实没人家的好看
(小兵兵深深地怨念)
▲神州IVA宇航服,与俄罗斯Sokol-KV2比较相似
在小兵兵看来,SpaceX的成功不仅是技术上有所突破,更在于给各航天大国提供了全新的运营样板。
中国航天比起NASA发射成本已经很低了,但马斯克却曾在公开信中着重强调,SpaceX之所以能够在发射成本上压过中国,底气何在?
就是因为美国政府在COTS计划中允许企业自由结合,多方优势互补,在创新的同时降低了成本,这是低廉的人力成本所无法比拟的优势。
▲ 重型猎鹰的最大载荷可达64吨,是德尔塔IV型和长征五号的两倍还多
美国“德尔塔”和中国“长征”系列火箭,其实都存在一种型号的多个变体之间有大量零件不通用的问题。
而SpaceX这种商业运营的通用化、标准化、联合生产却能有效降低成本。
▲ 德尔塔火箭已经发展出11种改型,虽然积累了大量技术,但通用化程度并不高
也许,我们也可以效仿SpaceX的做法,广泛调动起民营企业的活力。
对于中国航天来说,如何在“集中力量办大事”的环境中取得创新,可能是我们很快就必须要仔细思考和验证的问题。
而令人欣喜的是,我国民营航天的“星星之火”也在逐渐明亮。
参考资料:
[1] 新浪科技:美国首次商业载人试航发射成功
[2] SPACE:How SpaceX’s sleek spacesuit changes astronaut fashion from the space shuttle era——Elizabeth Howell
[3] EVERYDAY ASTRONAUT:A RARE LOOK INSIDE SPACEX HEADQUARTERS AND CREW DRAGON